Рама и кузов. Рама автомобиля является частью шасси, в состав которого также входят двигатель и трансмиссия – практически все основные узлы и агрегаты автомобиля за исключением кузова. Рама представляет собой силовой каркас автомобиля, к которому крепятся все его узлы и агрегаты. Традиционный подход к конструированию автомобиля основывался на убеждении, что чем крепче рама, тем прочнее автомобиль в целом и эффективнее изоляция пассажиров от дорожных ударов и тряски. Раме надлежало выдерживать изгибающие и крутящие моменты двигателя, трансмиссии и задней оси, а также противостоять ускорению, торможению и воздействию узлов подвески, гасящих удары при наезде колес на неровности дороги. Кузов же просто прикреплялся болтами к раме. С технологической точки зрения, это был очень простой и практичный подход, идеально пригодный для массового производства, поскольку установка рамы на конвейер могла открывать процесс сборки, а все остальные части автомобиля последовательно крепились прямо к ней.

В середине 1930-х годов был разработан совершенно новый тип конструкции автомобиля. Из нее была исключена рама. Кузов автомобиля сваривался из десятков больших штампованных листов в виде прочной, цельной конструкции, а двигатель и агрегаты трансмиссии крепились непосредственно к его основанию. Упрочняющие поперечные элементы тяжелой рамы старого типа были заменены минимальным числом дополнительных распорных балок в основании кузова, хотя для крепления двигателя и мостов было предусмотрено усиление конструкции.

Цельносварной кузов имеет ряд преимуществ. Автомобиль стал легче. В то же время каждый килограмм стали используется в нем более эффективно, так как нагрузка распределяется по всей конструкции, а не концентрируется в одной только раме. Поэтому несущий кузов имеет большую жесткость, чем кузов, прикрепляемый болтами к раме, и создает меньше скрипа и стука.

В конце 1960-х годов появилась новая концепция конструкции кузова, которая объединяет преимущества рамы и несущего кузова. В этой конструкции каркас основной части кузова приваривается к жесткому основанию сотовой конструкции на конечной стадии сборки, что дает несущий кузов без специальной сборки крыши. Двигатель и передняя подвеска устанавливаются на укороченной раме, которая крепится к передней части каркаса кузова болтами через резиновые подушки. Такое крепление изолирует салон от шума и вибраций.

В настоящее время в качестве конструкционного материала небольших деталей обшивки кузова широко используется листовой пластик.

Система подвески. Система подвески выполняет две главные функции: 1) по возможности изолировать пассажиров от дорожных толчков; 2) удержать все четыре колеса автомобиля на дороге. Эти функции реализуются с помощью набора рессор, торсионных штанг (труб) и амортизаторов.

Автомобильный кузов устанавливается поверх колес и осей на листовых, пневматических или спиральных рессорах и торсионных штангах. Листовая рессора представляет собой несколько стальных пластин, скрепленных стопкой; она подвешивается каждым из своих концов и испытывает нагрузку в центре. Нагрузка изгибает пластины, которые, стремясь возвратиться в исходное положение, оказывают пружинящее действие. Некоторые листовые рессоры состоят из одного листа, суживающегося от центра к концам для более равномерного распределения нагрузки. Преимущество такой конструкции в том, что благодаря устранению трения между листами рессоры достигается более плавная езда на малых скоростях. Вообще говоря, листовые рессоры обеспечивают большую устойчивость к поперечному перемещению (заносу).

Спиральные рессоры широко используются в подвеске автомобиля. Они компактны, недороги и не создают трения. Такие рессоры хорошо гасят толчки, но их устойчивость к заносу минимальна.

Пневматическая или газовая рессора – сложное устройство подвески. Пружинящее действие рессоры создается сжатым газом в герметичном резервуаре с одной гибкой стенкой (диафрагмой), благодаря которой газ действует как пружина.

Торсионная штанга – это длинный стержень (или труба), прикрепленный одним концом к узлу подвески, а другим – к кузову или раме. Его пружинящее действие создается кручением. Наборная торсионная штанга состоит из нескольких полос стали, скрепленных вместе. Торсионные штанги не требуют особой механической обработки и упрочнения, а также меньше стоят, чем другие средства подвески.

Амортизатор не просто гасит дорожные толчки. Любой кузов, подвешенный на нескольких рессорах, будет колебаться под действием внешней силы. Однако автомобиль создавал бы большие неудобства для пассажиров, если бы непрерывно качался вверх и вниз; амортизаторы гасят эти колебания. Автомобильный амортизатор – это гидравлическое устройство с цилиндром и поршнем, прикрепленное одним концом к узлу подвески автомобиля, а другим – к кузову. Когда колеса и поршень движутся вверх или вниз, поршень вытесняет масло через отверстия и каналы малого диаметра; сопротивление движению масла гасит колебания. Амортизатор может создать любую желаемую степень демпфирования как в момент удара, так и при отдаче, причем степень демпфирования соответствует силе удара.

(39.44 Кб)

Относительно просто сконструировать систему подвески, которая обеспечивала бы хорошее управление автомобилем и плавную езду по дороге любого типа. Однако автомобиль с легкими рессорами при езде будет испытывать крен и с трудом вписываться в поворот. Наоборот, автомобиль с жесткой системой подвески, обеспечивающей превосходные характеристики управления, при езде будет испытывать сильные удары и тряску. Конструкция системы подвески обычно представляет собой результат компромисса между комфортностью и управляемостью.

Многообразие систем подвески связано с различиями в конструкции шасси. При переходе к переднеприводной компоновке ограниченность свободного пространства требует применения комбинации телескопического амортизатора со спиральной рессорой той или иной конструкции. На некоторых автомобилях такое устройство используется совместно с пневматической рессорой; она может применяться и для задней подвески. В некоторых переднеприводных автомобилях задние колеса подвешиваются на простых качающихся рычагах с использованием рессор различного типа: спиральных, торсионных, листовых и пневматических. Удаление массивной задней ведущей оси упростило систему подвески.

На заднеприводных автомобилях вместо задней оси предпочитают устанавливать независимую заднюю подвеску того или иного типа, причем конечная передача монтируется на раме и вращает задние колеса посредством валов с универсальными шарнирами. Подобно переднеприводной схеме, такая конструкция позволяет использовать различные варианты расположения узлов и к тому же уменьшить большой «неподрессоренный» вес, характерный для автомобилей с массивной задней осью. При этом улучшаются ходовые качества и управление.

назад   дальше