Что такое шасси в машине?

Что такое шасси автомобиля? 2 современных типа конструкции

Чтобы понять, что такое шасси современного автомобиля и как оно видоизменилось со времени производства первых машин, нужно сначала разобраться с конструкцией самого транспортного средства, в которой этот ходовой элемент играет важную роль. Кроме него имеются еще две базовые части любой машины: двигатель и кузов.

Само шасси является сложной системой, в которой собраны вместе узлы ходовой части транспортного средства, система управления движением и трансмиссии. Оно отвечает за его ходовые характеристики транспортного средства, обеспечивая восприятие и последующую передачу сил, действующих на автомобиль во время его движения.

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.

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.

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.

Классификация шасси

На современных транспортных средства используются два типа шасси:

  • рамное в виде несущих балок, на которых устанавливаются все элементы автомобиля. Такая прочная конструкция обеспечивает большую грузоподъёмность и устойчивость к динамическим нагрузкам;
  • в виде несущего кузова, выполняющего все функции рамы. За счёт этого удалось снизить вес автомобиля, повысить его комфортабельность и скоростные характеристики в ущерб грузоподъёмности.

Современные авто оборудуют ходовыми конструкциями различного типа:

  • лонжеронными;
  • хребтовыми;
  • периферийными;
  • вильчато-хребтовыми;
  • решётчатыми.

От конструкционных особенностей схемы зависят ходовые и эксплуатационные характеристики той или иной модели авто.

Шасси грузовых автомобилей

Грузовики обычно оборудуют лонжеронными рамами, соединёнными друг с другом балками трубчатой, Х- или К-образной формы. В месте, на которое оказывается повышенная нагрузка, используется швеллер с большим диаметром, что позволяет добиваться нужной грузоподъёмности.

Чаще всего грузовые машины имеют параллельную рамную конструкцию, в которой на всём её протяжении балки находятся на одном и том же расстоянии друг от друга. На внедорожниках лонжероны могут иметь расхождение осей по вертикали и горизонтали.

На конструкции хребтового типа имеется только одна балка, установленная продольно и скреплённая поперечинами. За счёт наличия в ней полости большого диаметра можно разместить в ней детали трансмиссии. В отличие от лонжеронов она обладает повышенной устойчивостью к кручению и позволяет использовать независимую подвеску для переднего и заднего привода.

Рама вильчато-хребтового типа отличается характерными разветвлениями в виде вилки на обоих её концах. Она позволила совместить характеристики балки хребтового типа и обычной рамной конструкции.

Кроме вышеперечисленных схем, используемых обычно на грузовом автотранспорте и машинах с повышенной проходимостью, имеется так называемое самоходное шасси, которое ставят на трактора, спецтехнику различного типа.

Кроме этого имеются ещё авиационные типы конструкций, позволяющие небольшим самолётам плавно перемещаться по поверхности во время взлёта и посадки. В отличие от автомобильных аналогов они могут иметь не только колёса, но также поплавки или и лыжи, в зависимости от условий использования самолётной техники.

Часто неопытные владельцы машин путают шасси с автомобильным приводом, забывая о том, что последний вместе с колёсами является составным элементом системы, передающей усилие мотора на движитель и колёсную базу.

Заключение

Автомобильное шасси является важным конструктивным элементом в в любом автомобильном виде транспорта, в котором находятся все основные детали и механизмы, обеспечивающие восприятие и передачу сил для последующего движения машины. Разнообразие современных конструкций позволяет создавать различные модели авто с разнообразными ходовыми характеристиками и кузовной частью. При выборе подходящей модели современного автомобиля всегда следует обращать внимание на тип установленного в нём шасси.

Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать.

Любое транспортное средство, независимо от его типа и назначения, состоит из трех основных частей: двигателя, кузова и шасси. Шасси автомобиля — это система, состоящая из собранных воедино узлов ходовой части, трансмиссии и механизма управления. Она является одной из самых важных частей транспортного средства, так как позволяет обеспечить восприятие и передачу всех сил, которые действуют на него во время движения.

Функции шасси

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.

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.
Читайте также  Что такое стенс на машине?

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.

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.

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.

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.

Шасси автомобиля — что это такое?

Любое транспортное средство, независимо от его типа и назначения, состоит из трех основных частей: двигателя, кузова и шасси. Шасси автомобиля — это система, состоящая из собранных воедино узлов ходовой части, трансмиссии и механизма управления. Она является одной из самых важных частей транспортного средства, так как позволяет обеспечить восприятие и передачу всех сил, которые действуют на него во время движения.

Функции шасси

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.

Классификация шасси

Таким образом, можно выделить две различные схемы шасси транспортных средств.

Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько прочных балок, на которые устанавливаются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить большие грузы и легко справляться с различными динамическими нагрузками.

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

В зависимости от назначения автомобиля, могут использоваться следующие виды конструкций:

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.

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.

Другие значения термина

Кроме определения выше, слово «шасси» может использовать для описания самоходных транспортных средств, предназначенных для установки различных машин и механизмов. Также этот термин применяют касательно той части летательных аппаратов, которая используется для движения по аэродрому, осуществления взлета и посадки. Как и в случае с шасси автомобиля, эта деталь смягчает удары и нагрузки при наземном перемещении самолетов. Авиационные шасси, в отличие от автомобильных, могут иметь конструкцию с колесами, лыжами или поплавками.

Нередко значение слова шасси путают с понятием привода автомобиля. Неправильная трактовка терминов вызвана тем, что они относятся к практически одной и той же части транспортного средства. Автовладельцы свободно говорят, что их автомобиль имеет шасси 4х2. Но при этом следует понимать, что 4х2 — это всего лишь компоновочная схема, из которой можно узнать количество ведущих колес, но не более. О том же, что такое шасси, уже было сказано выше. Несмотря на то, что колеса и привод входят в систему шасси, неуместно применять этот термин только для такого узкого описания.

Типы подвесок

Шасси автомобиля может иметь различные типы подвески:

  • на продольных рессорах;
  • с направляющими парными рычагами;
  • с двумя продольными рычагами;
  • с дышлом;

Подвески оснащаются рычагами, прокладками, амортизаторами и рессорами. Основной целью этого узла автомобиля является поглощение вибраций и колебаний во время движения. Передняя и задняя подвески отличаются, так как конструкция управляемых колес требует применения более сложных узлов.

Что такое шасси, принцип работы и для чего оно нужно

Что такое шасси

Все механические транспортные средства состоят из трех основных узлов:

  • силовая установка;
  • кузов;
  • шасси.

Шасси это не какая-то конкретная деталь в транспортном средстве. Иногда этим термином называют несущую конструкцию машины.

На самом деле шасси представляет собой набор механизмов, которые взаимодействуют с колесами и опорами автомобиля. Это узел, который объединяет в себе рулевое управление автомобилем, его трансмиссию, систему амортизации и ходовую часть. Все эти системы соединены на общем основании, и их работа синхронизируется так, чтобы весь автомобиль мог выполнять движение. Шасси также включает раму плюс силовые агрегаты — двигатель, трансмиссию и подвеску. На нем находится кузов, придающий автомобилю законченный вид.

Под шасси автомобиля также подразумевается комплект деталей и узлов, от которых зависит движение и маневры транспортного средства. В технической документации машины он имеет маркировку, которая в этом случае соответствует номеру кузова (что такое номер шасси).

Основными составляющими шасси автомобиля являются две подвески — передняя и задняя, ​​а также колеса. Подвески необходимы для смягчения или устранения колебаний при движении, благодаря которым автомобиль плавно преодолевает все неровности дороги.

Читайте также  На что влияет салонный фильтр в машине?


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.

Принцип работы и для чего оно нужно

Все необходимые для передвижения агрегаты монтируются на основание авто таким образом, чтобы вращательная энергия передавалась от двигателя на ведущие колеса. Вот как синхронизируется работа всех узлов:

  • На подрамник установлен мотор. От него крутящий момент передается на передний или задний мост (в случае с полным или задним приводом). Благодаря этому колеса начинают вращаться, и машина движется вперед или назад.
  • Чтобы автомобиль мог менять свое направление, к нему подсоединяется рулевое управление. Ведущие колеса приводят авто в движение, а рулевые – задают ему направление. В этом узле много деталей, которые обеспечивают плавные маневры во время езды.
  • Для изменения скорости автомобиля между силовым агрегатом и ведущими колесами устанавливается коробка передач. Она может быть механической или автоматической. В этом узле при помощи набора шестеренок крутящий момент увеличивается, что позволяет снять чрезмерную нагрузку с двигателя.
  • Во время езды по дорогам разного качества возникают колебания. Из-за тряски и вибрации составные части трансмиссии и рулевого управления быстро выйдут из строя. Для компенсации такой нагрузки к подрамнику крепятся рычаги и амортизаторы.

Как видно, шасси автомобиля позволяет приводить в движение всю конструкцию, менять ее направление и компенсировать нагрузки от вибраций, возникающие во время езды. Благодаря такой разработке вырабатываемая двигателем внутреннего сгорания энергия может быть использована для комфортной и безопасной транспортировки людей и больших грузов.

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.

Устройство и конструкция шасси автомобиля

Шасси легкового автомобиля и грузовика создаются по единому принципу: оно состоит из несущей части, к которой присоединяются необходимые для передвижения узлы.

Что такое шасси, принцип работы и для чего оно нужно

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.

Что такое шасси

Все механические транспортные средства состоят из трех основных узлов:

  • силовая установка;
  • кузов;
  • шасси.

Шасси это не какая-то конкретная деталь в транспортном средстве. Иногда этим термином называют несущую конструкцию машины.

На самом деле шасси представляет собой набор механизмов, которые взаимодействуют с колесами и опорами автомобиля. Это узел, который объединяет в себе рулевое управление автомобилем, его трансмиссию, систему амортизации и ходовую часть. Все эти системы соединены на общем основании, и их работа синхронизируется так, чтобы весь автомобиль мог выполнять движение. Шасси также включает раму плюс силовые агрегаты — двигатель, трансмиссию и подвеску. На нем находится кузов, придающий автомобилю законченный вид.

Под шасси автомобиля также подразумевается комплект деталей и узлов, от которых зависит движение и маневры транспортного средства. В технической документации машины он имеет маркировку, которая в этом случае соответствует номеру кузова (что такое номер шасси).

Основными составляющими шасси автомобиля являются две подвески — передняя и задняя, ​​а также колеса. Подвески необходимы для смягчения или устранения колебаний при движении, благодаря которым автомобиль плавно преодолевает все неровности дороги.

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;
  • Тормозная система, 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.

Принцип работы и для чего оно нужно

Все необходимые для передвижения агрегаты монтируются на основание авто таким образом, чтобы вращательная энергия передавалась от двигателя на ведущие колеса. Вот как синхронизируется работа всех узлов:

  • На подрамник установлен мотор. От него крутящий момент передается на передний или задний мост (в случае с полным или задним приводом). Благодаря этому колеса начинают вращаться, и машина движется вперед или назад.
  • Чтобы автомобиль мог менять свое направление, к нему подсоединяется рулевое управление. Ведущие колеса приводят авто в движение, а рулевые – задают ему направление. В этом узле много деталей, которые обеспечивают плавные маневры во время езды.
  • Для изменения скорости автомобиля между силовым агрегатом и ведущими колесами устанавливается коробка передач. Она может быть механической или автоматической. В этом узле при помощи набора шестеренок крутящий момент увеличивается, что позволяет снять чрезмерную нагрузку с двигателя.
  • Во время езды по дорогам разного качества возникают колебания. Из-за тряски и вибрации составные части трансмиссии и рулевого управления быстро выйдут из строя. Для компенсации такой нагрузки к подрамнику крепятся рычаги и амортизаторы.

Как видно, шасси автомобиля позволяет приводить в движение всю конструкцию, менять ее направление и компенсировать нагрузки от вибраций, возникающие во время езды. Благодаря такой разработке вырабатываемая двигателем внутреннего сгорания энергия может быть использована для комфортной и безопасной транспортировки людей и больших грузов.

Основные принципы вибрационных характеристик автомобилей


Создаваемые дорогой возбуждения воздей­ствуют на кузов автомобиля через шины, подвеску колес и систему подвески / аморти­заторов. Для теоретического анализа можно использовать вибрационные модели различ­ной сложности. С ростом сложности модели повышается количество степеней свободы и связанных дифференциальных уравнений. Для большей ясности фундаментальные взаимосвязи в автомобильных вибрационных системах будут разъяснены на примере двух­массового вибратора (рис. «Двухмассовый вибратор в качестве четверти автомобиля»).

С указанием значений массы, коэффициен­тов упругости и коэффициентов затухания все параметры в двухмассовой модели для техни­ческого анализа вибраций заданы, и с пере­менными, обозначенными на рис. «Двухмассовый вибратор в качестве четверти автомобиля», можно составить два дифференциальных уравнения:

mAzA + кА,R (zA — zR) + cA,R (zA — zR) = О,

mRzR — кА,R (zA — zR) — cA,R (zA — zR) + cRzR + kR zR = cRh + kRh

Деление этих уравнений на массу в каждом случае приводит к обычному виду дифференциального уравнения 2-го порядка и дает угловую частоту свободных затухающих колебаний ωg и угловую частоту свободных незатухающих колебаний ωu, а также коэффи­циенты затухания для колеса DR и кузова DA.

Нижеследующее уравнение применимо к угловой частоте независимых незатухающих колебаний колеса:

ωR=√ (cR+cA,R)/ mR ≈ √ (cR / mR),при (cR ≈ 10 cA)

Нижеследующее уравнение применимо, соот­ветственно, к кузову:

ωA=√ (cA,R / mA )

Вообще, угловая частота свободных затухаю­щих колебаний ωg вычисляется по формуле:

ωg = ωu√ (1 — D2)

где в качестве приближения предполагается следующее: ωg≈0,9 ωu.

Нижеследующее уравнение применимо к ко­эффициенту затухания DR на колесе:

DR = кА,R / 2mR ωR = кА,R /2√(cR+cA,R)mR =(mAωA/mR ωR)DA

где опыт показал, что нужно ориентироваться на DR ≈ 0,4.

То же самое применимо к кузову:

DA = кА,R / 2mA ωA = кА,R /2√(cA,RmR)

В этом случае эффективность доказало зна­чение DA≈ 0,3.

Колебания динамической нагрузки на колесо ΔG приводят к равенству:

ΔG = mRzR + mAzA = cR(h — zR) + kR (h — zR)

Вместе эти переменные образуют основу для грубой конфигурации системы подвески / амортизаторов автомобиля.

Если известны собственная частота кузова (обычно fА ≈ 1 Гц) и масса кузова (или удельная масса кузова на колесо), то можно определить жесткость пружин кузова относительно колес:

cA,R = mA ωA2


Преобразование в фактическую жесткость пружин кузова имеет место с учетом соот­ношения i между перемещениями колеса и пружины, (см. рис. «Жесткость пружины»). Прежде всего, фактиче­ское усилие пружины

Δ FF = сА ΔzF

Читайте также  Как настроить fm модулятор в машине?

и усилие колеса ΔFR формулируются со сжа­тием пружины ΔzR . Нижеследующее уравне­ние применимо Δ FR:

Δ FR = cA,R ΔzR

Равновесие крутящего момента, действующего вокруг крепления рычага подвески к кузову оси, показанного на рис. «Жесткость пружины» приводит к:

cA,R ΔzR d2 = сА ΔzF ( d2 — d1)

Это уравнение можно использовать для пре­образования фактической жесткости пружины сА в соответствии с геометрическими взаимос­вязями с жесткостью колеса cA,R:

cA,R = сА i2

с жесткостью пружины i:

i = ( d2 — d1)/d2 = ΔzF /ΔzR

To же самое справедливо для гасителя ви­браций. Для расчета коэффициента затухания вибраций кузова (его эффект на колесо), в отношении колеса применимо следующее выражение:

cA,R = 2DA√(cA,RmR)

При DA = 0,3 (см. выше) и mА, как известной переменной изучаемого автомобиля, коэф­фициент затухания вибраций кузова можно определить c помощью уравнения

DR =(mAωA/mR ωR)DA

оценка оптимальных соотношений между мас­сами колеса и кузова с помощью коэффициен­тов затухания DR = 0,4 и DA = 0,3 (ориентиры) дает следующее соотношение:

mA/mR =0,4ωR / 0,3ωA=0,4 fR/0,3 fA

где fR= ωR 2π и fA= ωA 2π.

При fR= 12 Гц и fA= 1 Гц результат будет следующий:

mR = 1/16 mA

Влияние различных параметров подвески/амортизаторов на разные диапазоны частоты показано в таблице «Эффект влияния системы подвески / амортизаторов на характеристики вертикальных колебаний автомобиля».

Устройство и конструкция шасси автомобиля

Шасси легкового автомобиля и грузовика создаются по единому принципу: оно состоит из несущей части, к которой присоединяются необходимые для передвижения узлы.

Что такое шасси автомобиля? 2 современных типа конструкции

Чтобы понять, что такое шасси современного автомобиля и как оно видоизменилось со времени производства первых машин, нужно сначала разобраться с конструкцией самого транспортного средства, в которой этот ходовой элемент играет важную роль. Кроме него имеются еще две базовые части любой машины: двигатель и кузов.

Само шасси является сложной системой, в которой собраны вместе узлы ходовой части транспортного средства, система управления движением и трансмиссии. Оно отвечает за его ходовые характеристики транспортного средства, обеспечивая восприятие и последующую передачу сил, действующих на автомобиль во время его движения.

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.

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.

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.

Классификация шасси

На современных транспортных средства используются два типа шасси:

  • рамное в виде несущих балок, на которых устанавливаются все элементы автомобиля. Такая прочная конструкция обеспечивает большую грузоподъёмность и устойчивость к динамическим нагрузкам;
  • в виде несущего кузова, выполняющего все функции рамы. За счёт этого удалось снизить вес автомобиля, повысить его комфортабельность и скоростные характеристики в ущерб грузоподъёмности.

Современные авто оборудуют ходовыми конструкциями различного типа:

  • лонжеронными;
  • хребтовыми;
  • периферийными;
  • вильчато-хребтовыми;
  • решётчатыми.

От конструкционных особенностей схемы зависят ходовые и эксплуатационные характеристики той или иной модели авто.

Шасси грузовых автомобилей

Грузовики обычно оборудуют лонжеронными рамами, соединёнными друг с другом балками трубчатой, Х- или К-образной формы. В месте, на которое оказывается повышенная нагрузка, используется швеллер с большим диаметром, что позволяет добиваться нужной грузоподъёмности.

Чаще всего грузовые машины имеют параллельную рамную конструкцию, в которой на всём её протяжении балки находятся на одном и том же расстоянии друг от друга. На внедорожниках лонжероны могут иметь расхождение осей по вертикали и горизонтали.

На конструкции хребтового типа имеется только одна балка, установленная продольно и скреплённая поперечинами. За счёт наличия в ней полости большого диаметра можно разместить в ней детали трансмиссии. В отличие от лонжеронов она обладает повышенной устойчивостью к кручению и позволяет использовать независимую подвеску для переднего и заднего привода.

Рама вильчато-хребтового типа отличается характерными разветвлениями в виде вилки на обоих её концах. Она позволила совместить характеристики балки хребтового типа и обычной рамной конструкции.

Кроме вышеперечисленных схем, используемых обычно на грузовом автотранспорте и машинах с повышенной проходимостью, имеется так называемое самоходное шасси, которое ставят на трактора, спецтехнику различного типа.

Кроме этого имеются ещё авиационные типы конструкций, позволяющие небольшим самолётам плавно перемещаться по поверхности во время взлёта и посадки. В отличие от автомобильных аналогов они могут иметь не только колёса, но также поплавки или и лыжи, в зависимости от условий использования самолётной техники.

Часто неопытные владельцы машин путают шасси с автомобильным приводом, забывая о том, что последний вместе с колёсами является составным элементом системы, передающей усилие мотора на движитель и колёсную базу.

Заключение

Автомобильное шасси является важным конструктивным элементом в в любом автомобильном виде транспорта, в котором находятся все основные детали и механизмы, обеспечивающие восприятие и передачу сил для последующего движения машины. Разнообразие современных конструкций позволяет создавать различные модели авто с разнообразными ходовыми характеристиками и кузовной частью. При выборе подходящей модели современного автомобиля всегда следует обращать внимание на тип установленного в нём шасси.