полной нагрузке автомобиля, упираясь концами в кронштейны 25 рамы.
Рис. 2.103. Рессорная подвеска автомобиля ЗИЛ-130:
а – подвеска переднего моста; б – подвеска заднего моста
Подвеска гусеничных тракторов
В гусеничных тракторах подвеска служит для соединения остова с гусеничным движителем и передачи массы машины на опорные катки. Подвеска воспринимает и смягчает вертикальные колебания остова, возникающие при наезде на неровности дороги. По конструктивному выполнению подвески гусеничных тракторов подразделяются на жесткие, полужесткие и упругие. Выбор типа подвески зависит от величины рабочих и транспортных скоростей, на которые рассчитана машина: чрезмерное раскачивание остова в движении вызывает дополнительный расход мощности и ухудшает условия работы.
Жесткая подвеска предусматривает непосредственное крепление осей опорных катков к остову машины, при этом все толчки, возникающие от наезда на неровности дороги, передаются на остов и его механизмы. Плавность хода при этой подвеске не обеспечивается, поэтому на современных гусеничных тракторах она имеет весьма ограниченное применение.
При полужесткой подвеске (рис. 2.104, а, б) оси опорных катков ведущего 5 и натяжного 2 колес с амортизирующим устройством 1 устанавливаются на специальной тележке 6, соединенной с остовом спереди посредством рессор или пружин 3, а сзади – с помощью жесткого шарнира 4, относительно которого происходит их качание. Ось качания шарнира 4 тележек может совпадать с осью ведущего колеса 5 (рис. 2.104, а) или располагаться впереди оси (рис. 2.104, б).
175
Первый тип подвески применяется на гусеничных тракторах большой мощности, второй – на тракторах малой и средней мощности. Полужесткая подвеска обеспечивает достаточную плавность хода при движении со скоростью 9–12 км/ч и применяется на большинстве тракторов сельскохозяйственного типа.
Рис. 2.104. Полужесткие (а, б) и упругая (в) подвески гусеничных машин
Упругая подвеска (рис. 2.104, в) обеспечивает высокую плавность хода при движении с повышенной скоростью. При такой подвеске катки могут перемещаться относительно друг друга и относительно остова в вертикальной плоскости. Упругая подвеска может быть независимой, при которой каждая ось опорного катка независимо от других имеет упругое соединение с остовом трактора, и балансирной, при которой опорные катки соединяются с остовом с помощью качающихся балансиров-кареток 7.
Каждая каретка состоит из двух балансиров – внутреннего 2 (рис. 2.105) и внешнего 4, соединенных между собой шарниром 7. На нижних концах балансиров установлены оси катков 1. В теле внешнего балансира имеется отверстие 6 для шарнирного соединения каретки с цапфой 5 остова машины. В верхние концы балансиров упираются цилиндрические пружины-амортизаторы 3. При движении по неровной дороге опорные катки поднимаются, а балансиры, поворачиваясь вокруг оси шарнира, сжимают пружину 3. В то же время каретка может поворачиваться вокруг цапфы 5 остова машины.
Рис. 2.105. Схема балансирной каретки
Колесные и гусеничные движители
176
Движителем колесных машин являются колеса, приводящие машину в движение. Колеса представляют собой пневматические устройства, непосредственно связывающие колесную машину с дорогой. Они обеспечивают движение машины, ее подрессоривание, изменение направления движения и передачу вертикальных нагрузок на дорогу. Различают ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые одновременно) и поддерживающие колеса.
Первые из них преобразуют крутящий момент двигателя в силу тяги и свое вращение в поступательное движение машины, вторые – придают машине соответствующее направление движения. Поддерживающие колеса применяются на прицепах и полуприцепах для восприятия вертикальных нагрузок от остова. Основные требования к колесам – минимальная затрата энергии на качение и выдерживание направления движения машины.
Размеры передних и задних колес автомобилей и колесных тракторовтягачей (К-700, К-701, Т-150К) одинаковы, а универсальных тракторов разные – передние колеса имеют меньшие размеры, чем задние.
Колесо состоит из металлической части – диска 5 (рис. 2.106) и обода 4 и эластичной части – шины 1. Диск колеса является соединительным элементом и укрепляется на ступице, которая входит в монтажный узел моста и устанавливается на поворотной цапфе (управляемые мосты) или на кожухе полуоси (ведущие мосты). Обод колеса соединен с диском сваркой. Он выполнен в виде цилиндрической трубы, с одной стороны которой имеется выступ для борта шины. С другой стороны, шина упирается в съемное бортовое кольцо 2, удерживаемое пружинным кольцом 3. Ободы дисковых колес могут быть глубокие и плоские. Особенностью первых является наличие выемки в их средней части, что облегчает монтаж и демонтаж шины. Они применяются на колесных тракторах и автомобилях малой грузоподъемности. Плоские ободы свойственны колесам автомобилей средней и большой грузоподъемности, так как отличаются большей жесткостью, меньшей массой, простотой изготовления.
Рис. 2.106. Автомобильное колесо
Пневматическая шина – наиболее важная часть колеса, она предназначена
177
для смягчения и поглощения толчков и ударов, воспринимаемых колесом от дороги, обеспечения надлежащего сцепления с поверхностью дороги и бесшумности движения машины. Пневматические шины классифицируют: по способу герметизации внутренней полости – на камерные и бескамерные; по форме профиля – на тороидные (обычные), широкопрофильные, арочные и пневмокатки; по конструкции каркаса – на шины с диагональным каркасом (тороидные шины), с радиальным каркасом (шины Р), со сменным протектором
ирадиальным каркасом (шины Рс); по способу работы – на шины с нерегулируемым и с регулируемым давлением воздуха. В зависимости от величины внутреннего давления шины бывают высокого (0,5-0,7 МПа), низкого (0,15-0,55 МПа) и сверхнизкого (0,05-0,18 МПа) давления. Наиболее широко распространены шины низкого давления. На автомобилях высокой проходимости (ЗИЛ-131 и др.) используются шины с переменным (регулируемым) давлением воздуха, на тракторах – пневматические шины низкого давления (0,08-0,11 МПа), обеспечивающие большую опорную поверхность колес с дорогой и снижающие их удельное давление на грунт. В зависимости от рисунка протектора различают шины обычной и повышенной проходимости.
Камерная шина (рис. 2.107, а) состоит из покрышки, камеры с вентилем и ободной ленты. Покрышка предохраняет камеру от повреждений, удерживает ее на ободе колеса и обеспечивает сцепление колеса с дорогой. Покрышка состоит из каркаса 5, бортовых частей 8 с сердечником 1, подушечного слоя (брекера) 3
ипротектора 4 с боковинами 2. Каркас, изготовленный из нескольких слоев прорезиненной ткани (корда) с резиновыми прослойками, делает покрышку прочной и эластичной. К каркасу крепится бортовая часть, в которой проложены стальные проволочные кольца – сердечники, обернутые лентой из прорезиненной ткани. Сердечники предотвращают соскакивание шины с обода колеса и предохраняют борта от растягивания. Подушечный слой – резинотканевая прослойка – связывает каркас с протектором и смягчает удары, действующие на колесо при движении. Поверх каркаса покрышка облицована толстым слоем резины – протектором, толщина которого уменьшается на боковых стенках 7. Протектор воспринимает нагрузку на колесо и обеспечивает сцепление шины с дорогой, Протектор изготовляется из износостойкой резины
ина беговой дорожке 6 имеет выступы и впадины различной формы и рисунка для лучшего сцепления с дорогой.
178
Рис. 2.107. Автомобильные шины: а – камерная; б – бескамерная; в – арочная; г – пневмокаток
Камера представляет собой замкнутое резиновое кольцо, находящееся внутри покрышки и заполненное сжатым воздухом. Для накачивания и выпуска воздуха камера имеет специальный клапан-вентиль. На камерах ведущих колес тракторов установлены водовоздушные вентили, используемые при заполнении камеры балластной жидкостью, увеличивающей сцепной вес трактора. Ободная лента шины представляет собой резиновое кольцо, установленное между ободом колеса и камерой шины. Она предохраняет камеру от повреждения при непосредственном соприкосновении с ободом и применяется только в колесах грузовых автомобилей.
Бескамерная шина (рис. 2.107, б) конструктивно проще камерной, при проколе воздух из нее выходит медленно, что дает возможность водителю остановить автомобиль и избежать аварии. Бескамерные шины имеют ряд специфических элементов: герметизирующий слой 1 толщиной 1,5–3 мм, уплотнительную бортовую резину 2 и обод 3 специальной формы с вентилем 4. Вентиль установлен в отверстии обода и уплотнен резиновыми шайбами 6, затянутыми гайкой 5. Герметизирующий слой изготовляется из плотных слоев резины (бутил-каучук и др.). Срок службы бескамерных шин в среднем на 20% выше, чем у обычных, благодаря более умеренному температурному режиму при работе и использованию лучших сортов корда.
Разновидность бескамерных шин – арочные шины (рис. 2.107, в), которые устанавливаются на задних ведущих колесах автомобилей, работающих в тяжелых дорожных условиях. Арочные шины имеют ширину профиля в 2.5–3,5 раза большую, чем у обычных шин, высота выступов рисунка протектора арочных шин достигает 60 мм, что улучшает их сцепление с дорогой. Давление воздуха в арочных шинах низкое (0,05-0,14 МПа). Бескамерные шины такого типа используются как сезонное средство повышения проходимости автомобиля.
На автомобилях, работающих в особо тяжелых условиях (снежная целина, сыпучие пески, заболоченная местность), монтируются пневмокатки (рис. 2.107, г) – высокоэластичные оболочки бочкообразной формы, снабженные
179
невысокими, редко расположенными выступами рисунка протектора. Пневмокатки бескамерны, имеют чрезвычайно низкое давление воздуха (0,01- 0,05 МПа), что обеспечивает очень низкое удельное давление на грунт и хорошую приспособляемость к дорожным условиям.
Движитель гусеничного трактора воспринимает его массу и приводит машину в движение, он должен обеспечивать необходимую плавность хода, достаточное сцепление с почвой, самоочищение от налипшей грязи и минимальный шум при работе. Движитель гусеничного трактора состоит из двух ведущих звездочек 1 (рис. 2.108), стальных гусеничных цепей 2, тележек (кареток) 4 с опорными катками 3 и пружинами 8, поддерживающих катков 10, направляющих колес 5 и натяжного устройства, состоящего из упора 6 и пружины 7, закрепленной гайкой. Работает движитель следующим образом: приложенный к звездочкам крутящий момент заставляет гусеничные цепи, перематываясь, расстилаться бесконечным рельсовым путем. По этим рельсам на опорных катках кареток перемещается остов 9 машины.
Рис. 2.108. Гусеничный движитель
Рассмотрим отдельные элементы гусеничного движителя.
Ведущее колесо (звездочка) преобразует крутящий момент в силу тяги гусеницы и изготовляется в виде зубчатого венца, жестко сидящего на ступице ведомой шестерни конечной передачи. Ведущие колеса классифицируются по типу зацепления с гусеничной цепью и числу зубчатых венцов, находящихся в зацеплении с гусеницей. Различают зацепления цевочное и гребневое. При цевочном зацеплении (рис. 2.109, а) зуб колеса входит в зацепление с цевкой (проушиной) звена гусеничной цепи. Радиус окружности шарниров цепи 
приблизительно равен 
– радиусу зацепления ведущего колеса. Обычно число зубьев колеса – нечетное, а шаг звена цепи берется в два раза больше шага зубьев колеса. Благодаря этому каждый зуб ведущего колеса вступает в работу лишь один раз за два оборота. Это обеспечивает равномерность износа и, следовательно, долговечность работы колеса и гусеничной цепи.
При гребневом зацеплении (рис. 2.109, б) гребни зубьев гусеницы входят в зацепление с зубьями или роликами колеса. Наибольшее распространение получило цевочное зацепление. По числу зубчатых венцов, входящих одновременно в зацепление с гусеничной цепью, ведущие колеса бывают одинарные и двойные (на тракторах повышенной мощности).
180
Рис. 2.109. Цевочное (а) и гребневое (б) зацепление ведущего колеса с гусеницей
Гусеничная цепь преобразует вращательное движение ведущих колес в поступательное движение машины и представляет собой замкнутую металлическую цепь, состоящую из отдельных шарнирно соединенных между собой звеньев (траков). Звенья гусениц могут быть составными (собранными из отдельных штампованных деталей) и цельнолитыми.
Каждое составное звено (рис. 2.110, а) состоит из двух штампованных щек 5 и башмака 6, соединенных между собой болтами 7. Щеки имеют по два обработанных отверстия 4 для запрессовки пальцев 9 и втулок 8, с помощью которых соединяются между собой отдельные звенья. Замыкается гусеничная цепь с помощью втулки 3, пальца 2, двух шайб и двух стопорных конусов 1.
Рис. 2.110. Гусеница с составными звеньями (а) и с цельнолитыми звеньями (б)
Цельнолитое звено гусеницы (рис. 2.110, б) представляет собой фасонную отливку 10, имеющую проушины для соединения соседних звеньев пальцами 12. Каждое звено имеет гребень 14 и шпору 13 для увеличения сцепления гусеницы с грунтом. Пальцы удерживаются от осевого перемещения зашплинтованными шайбами 11. Гусеницы этого типа отличаются простотой конструкции, меньшей массой, но долговечность их невелика. Гусеницы с составными звеньями служат в два раза дольше, чем с цельнолитыми, и, несмотря на ряд недостатков (значительная масса, трудность изготовления, сложность конструкции), получили широкое распространение.
181
Рис. 2.111. Подвеска гусеничного трактора: а – каретка; б – опорный каток
Опорный каток предназначен для перекатывания остова машины по гусеничной цепи и передачи массы машины на грунт. Размеры, число и конструкция опорных катков определяется назначением гусеничной машины, конструкциями гусениц и подвески. Опорные катки (ролики) изготовляются одинарными или двойными, литыми или штампованными, с ребрами или без ребер, с неподвижными или вращающимися вместе с катками осями. На современных гусеничных тракторах с упругой подвеской (ДТ-75М, Т-150) опорные катки 20 (рис. 2.111, б) установлены на шпонках 10 попарно на оси 15, вращающейся в конических роликоподшипниках балансира 2 (рис. 2.111, а) каретки. Каждая каретка состоит из двух одинаковых балансиров. Каретки установлены во втулках 8 на цапфах 4, запрессованных в кронштейн 1. От осевого смещения балансиры удерживаются упорными шайбами 7 и болтами 6. Шарнирное соединение балансира с цапфой смазывается маслом, заливаемым в отверстие с пробкой 5. От вытекания масло удерживается крышкой 9 с прокладкой 3. Торцовое уплотнение катка обеспечено следующим образом. На ступицу катка устанавливается неподвижное кольцо 14, удерживаемое от проворачивания штифтом 16. Подвижное кольцо 13 прижимается к неподвижному пружиной 18 и удерживается от проворачивания стопорным стаканом 17. Подвижное кольцо уплотнено резиновым кольцом 12 в корпусе 11. Лабиринтное уплотнение 19 препятствует попаданию грязи и пыли к трущимся поверхностям колец 14 и 13.
Поддерживающий ролик предназначен для уменьшения провисания гусеничной цепи и ее бокового раскачивания при движении машины. Число поддерживающих роликов зависит от длины остова машины (но не менее двух на каждую сторону). Поддерживающий ролик 1 трактора Т-150 (рис. 2.112, а) представляет собой чугунную отливку, которая имеет снаружи фигурные упорные бурты, а внутри – расточку под подшипники. Ролик свободно вращается на двух шариковых подшипниках, надетых на ось 5. На ободы до упора в бурты надеты сменные резиновые бандажи, что способствует уменьшению скольжения
182
гусеницы при качении по роликам, снижению шума и динамической нагрузки на детали ролика. Ось 5 вместе с кронштейном 2 крепится болтами к раме трактора. Уплотнение 3 в корпусе 4 от вытекания масла аналогично рассмотренному выше уплотнению опорных катков.
Направляющее колесо с натяжным устройством предназначено для направления движения гусеничной цепи, ее натяжения и амортизации гусеничного движителя. Натяжение гусеничной цепи регулируют за счет увеличения или уменьшения расстояния между осями ведущей звездочки и натяжного колеса путем перемещения оси последнего. Натяжные устройства бывают двух типов: ползунковое, обеспечивающее поступательное перемещение направляющего колеса, и кривошипное, позволяющее оси направляющего колеса перемещаться по дуге окружности. Первый тип устройства применяется на гусеничных машинах с полужесткой подвеской остова, второй – на машинах с упругой подвеской.
Направляющее колесо 6 трактора Т-150 (рис. 2.112, б) вращается в двух конических роликоподшипниках 7 и 8, надетых на коленчатую ось 10. Эта ось может поворачиваться в двух втулках 11, запрессованных в опору рамы. Уплотнение подшипников колеса (детали 12–17) конструктивно сходно с уплотнением подшипников опорных катков.
Рис. 2.112. Поддерживающий ролик (а), направляющее колесо (б) и натяжное устройство (в) гусеничного трактора
Работа натяжного устройства происходит с помощью гидравлического цилиндра. Шток 27 (см. рис. 2.112, в) шарнирно соединен с цапфой 9 направляющего колеса, а цилиндр 18 через промежуточное звено 19 соединен с закрепленной в вилке 20 гайкой 21 натяжным болтом 22 пружинного амортизатора 24. Задний конец болта 22 закреплен в шаровой опоре 25 на раме трактора. Такая связь обеспечивает предварительное усилие в амортизаторе при небольших габаритах пружин. Для натяжения гусеницы отвинчивают пробку,
183