Устройство шасси автомобиля – Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать.

Устройство шасси автомобиля – Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать.

Элементы подвески ходовой части снижают нагрузки и компенсируют колебания при движении по ухабистой дороге и бездорожью. Подрамник позволяет установить на шасси кузов, двигатель и другие агрегаты. Передний и задний мосты посредством колес передают вращательное движение и таким образом обеспечивают движение автомобиля.

Первые автомобили, выпускаемые в прошлом столетии, имели некоторое отличие от тех, которые сегодня ездят по дорогам. Все автомобили — и легковые, и грузовые — раньше имели раму, на которую устанавливались все агрегаты и узлы (кузов, трансмиссия, двигатель и т. д.). С течением времени рамное шасси автомобиля осталось только у грузовиков и автобусов. В легковых же автомобилях функции рамы начал выполнять кузов.

Элементы конструкции

Современное автомобильное шасси имеет прочные и долговечные элементы и системы, которые располагаются между кузовной конструкцией, двигателем и дорожным полотном. Именно эти детали и узлы шасси обеспечивают движение транспортного средства, возможность управлять им и отвечают за комфорт пассажиров во время поездки. Современная конструкция шасси включает в себя такие важные детали, обеспечивающие нижеперечисленные возможности:

• колёса с шинами;
• трансмиссию;
• подвеску;
• рулевое управление и тормозную систему.

Несущим элементом в грузовиках выступает рама, выполняющая функции остова такого транспортного средства.

Функциональность

Шасси в легковых моделях сегодня решает три основные задачи:

• создание тяговой силы;
• плавность хода;
• управление движением машины.

Использующееся для тракторов и спецтехники самоходное шасси до сих пор выполняет функции несущей конструкции, на которой, как и прежде, устанавливаются все важные элементы такого транспортного средства.

В современных легковых авто мотор и иные важные элементы вместе с водителем и пассажирами располагаются внутри кузовной конструкции. При этом во время движения машины находящиеся внутри такой коробки люди не испытывают никакого дискомфорта. Колесная база в такой конструкции может осуществлять движение по дорожному покрытию любого качества.

В современном автомобиле систему из узлов и механизмов, обеспечивающих комфортное движение АТС по поверхности любого типа называют ходовой частью машины, состоящей из:

• опорных устройств транспортного средства – колёс;
• подвески, создающей упругую связь между колёсами и несущей конструкцией автомобиля.

Это интересно: Новый Субару Форестер 2015 с фото

Эти элементы обеспечивают плавность движения автомобиля по дороге любого типа. На подрамник шасси устанавливается кузов, мотор и другие важные узлы современного автомобиля. С переднего и заднего моста вращательное движение передаётся на колёса, обеспечивая таким образом движение машины.

При создании современных автомобильных шасси инженеры обращают внимание на эргономичность такой конструкции и структурную эффективность. Шасси со всеми своими узлами должно оптимально вписываться в конструкцию кузовной части, в котором располагается салон , багажник и основные узлы автомобиля. Подвеска не должна занимать много места внутри кузовной конструкции, исключение делается только для спортивных моделей, развивающих высокие скорости. У них подвеска занимает большую часть внутреннего пространства кузова.

При оптимальном расчёте структурной эффективности удаётся передавать нагрузки с подвески на кузовную часть в специальных точках крепления, что позволяет существенно уменьшить вес кузова машины. При распределении нагрузок в стороне от таких точек крепления приводит к увеличению веса кузовной части легкового автомобиля.

Подвеска

К основному узлу ходовой части автомобиля любой модели относится и подвеска, от которой зависят устойчивость машины на дороге во время движения, безопасность и комфорт процесса вождения. С момента появления первого в мире авто инженерами было придумано большое количество видов подвесок, но наибольшее распространение получили конструкции зависимого и независимого типа. Они отличаются способом соединения колёс, расположенных на одной оси.

Зависимая подвеска

В этой конструкции колёса жёстко связаны осью между собой. У неё есть свои преимущества и недостатки. Достоинством её является создание максимального сцепления поверхности колеса с дорожным полотном, когда машина совершает поворот по гладкой дороге. В этот момент оба колеса не меняют своего положения на вертикальной оси за счет создания жёсткой фиксации.

Недостатки проявляются при поездке по неровной поверхности дороги, когда при наезде одного колеса на препятствие происходит наклон оси и на другом. В результате снижается комфортность передвижения и уменьшается равномерное сцепление поверхности колёс с дорожным покрытием. Сегодня зависимую конструкцию не устанавливают на передней оси легковых авто, его заменили на МакФерсон.

Устанавливают зависимую схему только на заднюю колёсную ось в виде конструкций для ведущей и ведомой задней оси. В первом случае ставят мост, подвешенный на продольных рессорах или продольных направляющих рычагов на некоторых внедорожниках и пикапах.

Для ведомой задней оси применяется задняя балка или торсионы, работающие на скручивание. Этот тип применяется обычно на бюджетных моделях с передним приводом.

Независимая подвеска

В этой схеме колеса одной оси не связываются жёстко друг с другом, поэтому изменения положения одного колеса не влияет на другое. При независимости работы на разных концах оси обеспечивается равномерное сцепление поверхности колёс с дорожным полотном при прохождении неровностей на дороге и более комфортный режим езды для водителя и пассажиров. В такой схеме неподрессорные массы имеют меньший объем, и у разработчиков новых конструкций автомобильных шасси есть возможность за счёт замены конфигурации и материалов и дальше уменьшать их объём и вес, делая автомобиль более скоростным и комфортным. Недостатком является изменение параметров положения развала-схождения и ширины колеи во время работы.

Это интересно: Выбор автомобиля б/у: полезные советы

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ШАССИ

Таким макаром, можно выделить две разные схемы шасси тс.

• Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько крепких балок, на которые инсталлируются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить огромные грузы и просто управляться с разными динамическими нагрузками.

• Несущий кузов. В погоне за уменьшением веса легковых автомобилей все функции рамы были переопределены на кузов. Такая рама не позволяет перемещать огромные грузы, но в то же время обеспечивает больший комфорт и скорость движения.

Зависимо от предназначения автомобиля, могут употребляться последующие виды конструкций:

• лонжеронные;
• хребтовые;
• периферийные;
• вильчато-хребтовые;
• решетчатые.

Классификация

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

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

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

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

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

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО ШАССИ?

Благодаря шасси и элементам подвески, которые входят в состав ходовой части, происходит понижение нагрузок и компенсация колебаний во время движения транспортного средства по неровной дороге и бездорожью. Благодаря подрамнику, который входит в состав шасси, инженеры получили возможность устанавливать на шасси кузов, силовой агрегат, трансмиссию и прочие агрегаты. За счет фронтального и заднего мостов посредством передачи крутящего момента на колеса происходит движение авто.

Когда-то все автомобили (и легковые и грузовые) имели раму, чего не скажешь о нынешних авто. На раму устанавливался кузов, двигатель, трансмиссия, а также навесное оборудование ходовой части. Со временем производители авто поняли то, что в раме для легковушек нет необходимости, и все функции рамы стал выполнять модифицированный кузов. А рама стала уделом тяжелых внедорожников (рамников) и грузовых авто.

Конструктивные особенности

У первых автомобилей шасси было выполнено в виде рамы из двух продольно расположенных балок, соединённых идущими крест-накрест поперечинами, на которые устанавливались колеса. Это была рамная конструкция, на которой располагались места для:

• двигателя;
• трансмиссии;
• кузова.

Кузовная часть обычно имела большие размеры и выполняла дополнительную функцию для размещения водительских и пассажирских мест и защиты их от осадков и ветра во время поездки. Сегодня такую конструкцию имеют стандарты для шасси магистральных грузовиков. Сегодня на легковых авто, в том числе и на внедорожниках, шасси имеют иной тип схемы. От рамы отказались в 1920 годах после создания машин с кузовной частью несущего типа. К 1950 годах полностью была разработана общая концепция такой конструкции для легковых и грузовых авто различных классов и автобусов:

• для среднего и малого классов малолитражек в виде несущей кузовной конструкции;
• для высшего класса и машин высокой проходимости в виде несущей рамы или полунесущего кузова с элементами рамы;
• для грузовиков использовалась старая рамная конструкция;
• на автобусах применялся полунесущий или несущий кузов, а рама использовалась в моделях с шасси от грузовых машин.

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.

Независимая пружинная подвеска управляемой оси

Такая подвеска имеет две основные разновидности: на двойных поперечных рычагах и в виде амортизаторной стойки (подвеска «МакФерсон»).

Подвеска на двойных поперечных рычагах применяется на некоторых видах легковых автомобилей и легких грузовиков.

Рис. Подвески управляемых осей легковых автомобилей и их основные места контроля: а — типа «МакФерсон»; б — на двойных поперечных рычагах; 1 — рычаги подвески; 2 — стабилизатор; 3 — верхняя опора амортизаторной стойки; 4 — амортизатор; 5 — амортизаторная стойка; 6 — поворотная цапфа; 7 — шаровые опоры

В качестве направляющих элементов в такой подвеске служит пара поперечных рычагов, расположенных в двух уровнях по вертикали, а также поворотная цапфа, имеющая либо шкворневой шарнир, либо пару шаровых опор. Один из вариантов такой подвески с шаровыми опорами приведен на рисунке. Перемещение рычагов в угловом направлении относительно кузова происходит в резинометаллических шарнирах, а поворот цапфы относительно рычагов — в шаровых опорах.

Подвеска «МакФерсон» в настоящее время очень широко распространена на легковых автомобилях. В качестве направляющих элементов такой подвески служат амортизаторные стойки, поворотные цапфы, рычаги, в отдельных случаях — стабилизаторы. Важным элементом подвесок такого типа является верхняя опора амортизаторной стойки, которая содержит резинометаллический шарнир и радиально-упорный подшипник, воспринимающий вертикальную и боковую нагрузки на колесо, а также позволяющий стойке поворачиваться при повороте управляемых колес. Поворот цапфы относительно рычага в таких подвесках происходит в шаровой опоре. При этом рычаг двигается в угловом направлении относительно кузова в резино-металлических шарнирах.

Основным гасящим элементом подвесок всех видов являются амортизаторы, которые крепятся к подрессоренным и неподрес- соренным элементам с помощью проушин или стержней. При стержневом креплении шток и корпус амортизатора крепятся резиновыми втулками, а в случае проушин — посредством конических резиновых втулок или резинометаллических шарниров.

Рис. Схема работы системы регулировки уровня кузова (рамы): 1 — ресивер; 2 — электромагнитный пневмоклапан; 3 — пневморессора; 4 — датчик уровня подвески; 5 — электронный блок управления; 6 — пульт управления

Пневматические подвески многих транспортных средств оснащаются системой регулирования уровня кузова (рамы) транспортного средства. Принципиальная схема такой системы представлена на рисунке.

Датчик уровня подвески в такой системе служит для определения текущего уровня подрессоренной части транспортного средства относительно неподрессоренной. При значении этого уровня выше заданного блок управления системой подает сигнал на пневмоклапан сброса воздуха из пневморессор. При значении уровня ниже заданного блок управления системой подает сигнал на пневмоклапан подачи воздуха в пневморессоры. Заданное положение подвески можно устанавливать путем приведения в действие соответствующего крана или нажатия кнопок на дистанционном пульте управления.

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.

Зависимая пневматическая подвеска

Для каждого колеса транспортного средства она может выполняться по схеме с одной или двумя пневморессорами. Направляющими элементами в таких подвесках служат полурессоры, реактивные тяги, кронштейны рамы и балки для крепления пневмоэлементов. Упругими элементами являются пневморессоры, которые позволяют не только сглаживать колебания кузова транспортного средства, вызванные неровностями дорожного покрытия, но и регулировать положение кузова (рамы) по высоте в определенных пределах.

На задних осях грузовых автомобилей, а также на осях полуприцепов широкое распространение получила подвеска с одной пневморессорой на колесо. Угловые перемещения полурессоры в кронштейне происходят посредством упругой деформации сайлентблока.

Рис. Варианты исполнения пневмоподвесок неуправляемых осей и основные места их контроля: а — с одной пневморессорой на колесо; б — с двумя пневморессорами на колесо; 1 — пневморессора; 2 — амортизатор; 3 — балка оси; 4 — полурессора; 5 — реактивные тяги; 6 — стабилизатор; 7 — опорные кронштейны

Задние подвески автобусов, а также передние и задние подвески грузовых автомобилей нередко выполняются по схеме с двумя пневморессорами на колесо. Для такой подвески характерно наличие специальных балок, расположенных в продольном направлении, к которым крепятся пневморессоры, а также наличие системы реактивных тяг, удерживающих балки от продольных и поперечных смещений и поворота вокруг своей оси.

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.

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.

Что такое шасси в автомобиле: назначение, принцип работы

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

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

Функции шасси в машине

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

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

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

Устройство и конструкция

В соответствии с выполняемыми функциями шасси состоит из отдельных систем:

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

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

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

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

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

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

Трансмиссия

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

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

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

В состав классической механической трансмиссии могут входить:

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

Трансмиссия в авто с передним приводом.

Трансмиссия в авто с задним приводом.

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

Классификация

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

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

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

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

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

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

Шасси грузовых автомобилей

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

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

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

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

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

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

Общее устройство грузового автомобиля

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.

Источник https://truescooters.ru/motor-avto/shassi-avtomobilya-vklyuchaet-v-sebya.html

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

Источник https://retrotruck.ru/gruzovoj-transport/samohodnoe-shassi-b-u-kupit.html