Сучасні тенденції розвитку несучих систем
Останнім часом в несучих системах все більше використовуються легкі матеріали. Просліджується тенденція створення модульної конструкції кузова легкових автомобілів.
Велика увага приділяється оптимальному розташуванню агрегатів, вузлів, механізмів та систем автомобіля.
Основний напрям розвитку є забезпечення комфорту та безпеки пасажирів при використанні у пасажирських автотранспортних засобах, захист пасажирів, вантажів від вібрацій. Надійна шумо, пило, газо, тепло і гідроізоляція та захист від корозії пасажирських салонів.
У всіх сучасних вантажних автомобілях вантаж розташується низько і є можливість використання засобів механізації при навантаженні (розвантаженні).
Сучасні несучі системи дають можливість установки додаткового обладнання на автомобіль та автоматичних систем керування рухом.
Розвиток конструкцій:
Рамна: Драбинна, хребтова, об’єднана, периферійна, Х-подібна спостерігається незначний розвиток.
Кузовна: А). За призначенням – вантажні, пасажирські, вантажопасажирські. Б). За конструкцією – каркасні, напівкаркасні, безкаркасні. В). За розподілом навантаження – кузов з несучим корпусом та кузов з несучою основою, де навантаження розподіляється між рамою та кузовом. Кузовні конструкції, особливо легкових автомобілів, отримують значний розвиток по формі кузова, дизайну, надійності та з безпеки руху.
На легкових автомобілях великого та особливо великого класу найбільше розповсюдження отримали лонжеронні периферійні рами. Легкові автомобілі особливо малого, малого та середнього класу виготовляються в основному безрамними з несучим корпусом.
Автобуси можуть виготовлятися: 1. Рамно-роздільними, де застосовують два розділених між собою елементи - рамне шасі та кузов з основою, які поєднуються болтами чи стрем’янками через пружні елементи. 2. Рамно-об’єднані, де поперечини єдиної конструкції рами та основи кузова мають зовнішні консолі на повну ширину транспортного засобу, до кінців яких прикріплені шпангоути (внутрішні ребра) кузова.
Для вантажних автомобілів і автобусів частіше за все застосовують рами драбинного типу. Для зниження маси лонжерони такої рами виконують змінної висоти. Найбільш поширені лонжерони відкритого П-подібного профілю. Поєднання елементів рами виконують за допомогою болтів, заклепок або зварюванням. Елементи рами виготовляють зі сталі. Рами деяких легкових автомобілів з метою зменшення маси виготовляють зі сплаву алюмінію. Кузова виготовляються зі сталі, або карбонові з метою зменшення маси.
Рис. 7. Несуча система легкового автомобіля
У легкових автомобілів з’єднання елементів несучої системи, як правило виконується за допомогою зварювання.
Рис. 8. Конструкція несучої системи драбинного типу автомобіля
ЗИЛ-131:
1,15-повздовжні лонжерони; 2,6-кронштей передньої ресори; 3,16-верхні кронштейни амортизаторів; 4,17-кронштейни задньої опори двигуна;
5,12-бризковики; 7-передній буфер; 8-накладка буфера; 9-кронштейн пускової рукоятки; 10-буксирний крюк; 11,19,22,24,29-поперечини;
13,14-розкоси кріплення крюків та буфера; 18-кронштейн кріплення електропневматичного клапану керування включенням переднього моста;
20-кронштейн задньої опори кабіни; 21-кронштейн кріплення роздавальної коробки; 23-косинка поперечини; 25-кронштейн задньої ресори; 26-розкос задньої поперечини; 27-задній буфер; 28- рим для ланцюга причепа;
30-буксирне обладнання.
Поперечні та повздовжні лонжерони з’єднані заклепками. Для покращення жорсткості рами використані косинки поперечини 23 та розкоси задньої поперечини 26.
Рис. 9. Схеми несучих систем ( рам ) легкового автомобіля:
( а-драбинна; б-хребтова; в- Х- подібна; г- периферійна. )
Драбинні рами у більшості застосовується у автобусах та вантажних автомобілях. Хребтові та Х- подібні конструкції рами є досить жорсткими особливо на кручення. Периферійні рами з лонжеронами замкнутого профілю, які розташовані по периферії підлоги, створюють жорсткі пороги і використовуються для легкових автомобілів.
Рис. 10. Схеми несучих систем вантажних автомобілів та автобусів.
( а- драбинна, б- об’єднана драбинна, в- хребтова )
Об’єднана драбинна несуча система використовується у автобусах, де до рами приварюються внутрішні ребра кузова. Хребтові рами жорсткі, мають одну центральну несучу трубчасту балку і додатково може бути добавлено картери коробки передач, роздавальної коробки, головних передач.
Рис. 11. Несуча система (рама) кузова Ферарі зі сплаву алюмінію
Використання несучої системи з алюмінієвого сплаву значно зменшує масу несучої системи та збільшує жорсткість і термін роботи.
Підвіска
Слугує для пружного з’єднання несучої системи автомобіля з колесами та забезпечення плавного руху.
Під час руху автомобіля пружний елемент, під час наїзду коліс на нерівність дороги, стискається, зм’якшує поштовхи та ударні навантаження від коліс на кузов. Застосування пружного елемента підвіски дозволяє уникнути копіювання кузовом профілю нерівностей дороги, покращити плавність ходу автомобіля та покращити умови перевезень пасажирів та вантажів. Конструкція підвіски залежить від співвідношення підресорених та не підресорених мас. Чим менша величина не підресорених мас, тим менше вплив на плавність ходу автомобіля під час руху по нерівній поверхні. Чим важчі підресорені маси, тим менше втрачає колесо контакт з поверхнею дороги. Тому у сучасних автомобілях не підресорену масу стараються зменшити до мінімально допустимої.
Рис. 12. Робота пружинних елементів підвіски автомобіля під час руху автомобіля по нерівній поверхні дороги
Під час наїзду колеса на нерівність опорної поверхні стискається пружина того колеса, яке наїхало на нерівність. Положення інших коліс остаються незмінними і до значного підвищення кузова це не приводить.