Задняя подвеска трехосного автомобиля

Назначение и устройство подвески автомобиля

Подвеска служит для смягчения и поглощения толчков и ударов, возникающих при движении автомобиля по неровной дороге.

На грузовых автомобилях применяют зависимые подвески, при которых оба колеса одного моста имеют упругую связь с рамой. При наезде одного колеса на неровность его перемещение относительно рамы передается другому колесу.

На автомобилях различают переднюю подвеску, связывающую передний мост с рамой и заднюю подвеску, которая соединяет с рамой одновременно промежуточный и задний мост.

Передняя подвеска рассматриваемых автомобилей (КамАЗ-4310, Урал-4320, ЗИЛ-131) зависимая, рес­сорная, с телескопическими амортизаторами.

На автомобиле КамАЗ-4310 эта подвеска состоит из двух продоль­ных полуэллиптических рессор 12 (рис. 126) с деталями крепления, четырех опорных кронштейнов 9 и 23, четырех резиновых буферов 4 и 6, двух амортизаторов 13. Каждая рессора набрана из 15 листов разной длины, изготовленных из упругой стали. Верхний самый длинный лист называется коренным, он имеет прямоугольное сечение, остальные – Т-образное. В каждом листе выполнена выдавка, которая входит в углубление нижележащего листа, тем самым листы фиксируются от продольных смещений. От поперечных смешений листы удерживаются хомутиками.

Рис. 126. Передняя подвеска автомобиля КамАЗ-4310: 1 -болт крепления ушка; 2 – стяжной болт; 3 – накладка ушка; 4, 8 – буферов; 5 – стремянка; 6 – накладка реестры; 7 – кронштейн опоры кабины; 9, 23 – кронштейн рессоры; 10 – накладка коренного листа; 11 – палец, кронштейна; 12 – рессора; 13 – амортизатор; 14 – втулка амортизатора; 15 – кронштейн амортизатора; 16 – палец амортизатора; 17 -балка моста; 18 -проставка рессоры; 19 -масленка; 20 -палец ушка; 21 – втулка ушка; 22 – ушко рессоры; 24 – накладка стремянок.

В среднем части рессора с помощью двух стремянок крепится к балке моста. Между рессорами и мостом устанавливаются проставки 18.

На переднем конце коренного листа крепится ушко 22, в которое запрессована втулка 21. С помощью пальца 20 передний конец рессоры закреплен в кронштейне 23 рамы. Трущиеся поверхности втулки и пальца смазываются через пресс-масленку 19.

Задний конец рессоры скользкий, опирается на кронштейн 9 через наклепанную на коренной лист накладку 10. В кронштейне установлен сменный сухарь и боковые вкладыши, закрепленные стяжным болтом, на который надета втулка. Конец второго листа рессоры изогнут, тем самым он удерживает рессору от выпадения из кронштейна при провисании моста.

При наезде колеса на препятствие рессора выпрямляется и удли­няется, при этом накладка 10 коренного листа скользит по сухарю заднего кронштейна. Энергия удара поглощается рессорой и не передается на раму. При больших прогибах рессора сначала касается дополнительного буфера 8, а затем упирается в основной буфер 4. Дополнительный буфер ограничивает прогиб заднего конца рессоры и уменьшает поворот переднего моста вверх при торможении автомобиля. После съезда колеса с препятствия рессора принимает первоначальную форму, рама с закрепленными на ней агрегатами и кузовом совершает колебания, которые гасятся амортизаторами. Толкающий тормозные усилия передаются от моста на раму через рессору и детали ее крепления.

Передняя подвеска автомобиля Урал-4320 имеет аналогичное устройство. Отличие, кроме размеров и форм деталей, состоит в следующем: рессора набрана из 10 листов, из которых два верхних имеет одинаковую длину, а на заднем конце загнут третий лист; основной резиновый буфер закреплен вместе с накладкой к средней части рессоры, задние кронштейны рессор соединены между собой стяжкой.

У автомобиля ЗиЛ-131 передняя подвеска имеет такое же устройст­во, как и на автомобилях КамАЗ-4310 или Урал-4320. Передние рессоры имеют по 17 листов у автомобилей с лебедкой и по 15 листов у автомобилей без лебедки. Основной буфер закреплен в центре рессоры.

Рис. 127. Гидравлический амортизатор: I – проушина; 2 – кожух; 3, 4 – сальники; 5 – перепускной клапан; 6, 15- отверстия в поршне; 7 – клапан отдачи; 8, 11 – пружины; 9 – впускной клапан: 10 – клапан сжатия; 12, 13 -отверстия в основании; 14 – поршень; 16 – корпус; 17 – цилиндр; 18 – шток; 19 – отверстие в направляющей штока.

Основными, частями амортизатора (рис.127) являются корпус 16, рабочий цилиндр 17, кожух 2, поршень 14 со штоком 18, клапан сжатия 10, клапан отдачи 7, перепускной клапан 5, впускной клапан 9. Рабочий цилиндр размешен внутри корпуса, снизу к нему приварено основание, а сверху цилиндр закрывается направляющей штока. Внутри цилиндра перемещается поршень, соединенный со штоком. В поршне имеется два ряда отверстий, расположенных по окружностям. Отверстия 6 на большом диаметре закрываются перепускным пластинчатым клапаном 5, отверстия на меньшем диаметре 15 перекрыты снизу тарелкой клапана отдачи 7. В основании цилиндра имеется один ряд отверстий по окружности, которые закрываются сверху впускным клапаном 9. В центре основания расположен клапан 10 сжатия.

Пространство между цилиндром и поршнем называется резервной полостью, вместе с рабочим цилиндром она заполнена жидкостью.

Выход штока из цилиндра уплотняется резиновым сальником 3. Между обоймой сальника и направляющей штока установлен сальник 4, уплотняющий резервную полость.

Работа амортизатора. При плавном ходе сжатия поршень переме­шается вниз, под ним создается давление, за счет чего открывается перепускной клапан 5 на поршне, и жидкость перетекает в пространство над поршнем. Вся жидкость из-под поршня не может перетечь в пространство над поршнем, так как часть объема выше поршня занимает шток. Поэтому часть жидкости через приоткрывающийся клапан сжатия 10 перетекает в резервную полость.

При резком сжатии под поршнем создается большое давление, клапан сжатия открывается на большую величину. Жидкость перетекает через клапан 5 в пространство над поршнем и через клапан 10 в резервную полость.

При плавном ходе отдачи давление создается в пространстве над поршнем. Жидкость перетекает через отверстия 15 и щели в клапане отдачи 7 в пространство под поршнем. Одновременно в это же пространство поступает жидкость из резервной полости через впускной клапан 9.

При резком ходе отдачи давление над поршнем возрастает быстро. Жидкость, преодолевая усилие пружины, открывает клапан 7 и проходит в пространство под поршнем. Одновременно часть жидкости из резервной полости проходит через впускной клапан 9 в пространство под поршнем.

Во всех случаях при перетекании жидкости через узкие отверстия клапанов создается трение жидкости о стенки отверстий и между ее слоями. За счет этого трения и гасятся колебания рамы. При трении выделяется теплота, поэтому исправно работающий амортизатор должен быть теплым.

Рис. 128 Задняя подвеска трехосного автомобиля: 1 – промежуточный мост; 2, 3 – кронштейны реактивных штанг; 4, 8 -кронштейны рессор; 5 – рессора; 6,15 – кронштейн подвески; 7 -стремянка; 9 – задний мост; 10, 11, 14-реактивные штанги; 12 – балансир; 13 – ось.

Задняя подвеска (рис. 128) трехосных автомобилей зависимая, рессорная, балансирная. Основными частями такой подвески являются две перевёрнутые рессоры 5, два балансира, две оси 13 (на автомобилях Урал-4320 и ЗиЛ-131 – одна общая ось), два кронштейна б осей, два кронштейна задней подвески, шесть реактивных штанг 10, 11, 14, четыре резиновых буфера.

Ось 13 запрессована в кронштейн 6, который закреплен шпильками к кронштейну 15, последний крепится болтами к лонжерону рамы. По концам осей 13,на двух втулках каждый, устанавливаются балансиры 12. От осевых смешений балансир фиксируется разрезной гайкой, стянутой болтом. Смазка трущихся поверхностей балансира осуществляется маслом, заливаемом через верхнее отверстие в крышке балансира, слив масла – через нижнее отверстие, -отверстия закрываются пробками. Со стороны кронштейна б балансир уплотняется сальником и резиновыми кольцами.

Рессора в средней части крепится к балансиру двумя стремянками 7. Концы рессор устанавливаются свободно в кронштейнах балок мостов.

Резиновые буфера, прикрепленные к лонжеронам рамы, ограничива­ют ход мостов вверх и смягчают удары балок о раму.

Реактивные штанги служат для передачи толкавших и тормозных усилий от балок мостов на раму, они также воспринимают от мостов реактивные моменты, возникающие при трогании с места или торможении. Каждый мост имеет по три штанги – одну верхнюю и две нижние. Штанга состоит из стержня и двух головок. На автомобилях КамАЗ-4310 и Урал-4320 в головках штанг установлены шаровые пальцы с вкладышами и пружиной, головка закрывается крышкой. Для смазки трущихся по­верхностей шарнира в головке имеется пресс-масленка. На автомобиле ЗиЛ-131 в головке установлен шаровой палец и обойма с вкладышами. Вкладыш изготовлен из тканой ленты, пропитанной специальным составом. Шарнир уплотнен резиновым чехлом. В процессе эксплуатации шарниры реактивных штанг на этом автомобиле смазки не требуют.

Реактивные штанги крепятся к кронштейнам подвески и рычагам мостов.

При балансирной подвеске оба моста образуют общую тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси и, кроме того, вследствие прогиба рессор каждый мост может перемещаться независимо, что обеспечивает хорошую приспособляемость колес к неровностям дороги.

Устройство автомобилей

Устройство и работа зависимой подвески

Зависимые подвески широко применяются на задних и передних мостах грузовых автомобилей и автобусов, а также на задних мостах многих легковых автомобилей. Широкому распространению зависимые подвески обязаны тем, что способны не только удовлетворительно обеспечивать плавность хода автомобиля, но и передавать тяговые и тормозные силы от колес к несущей системе автомобиля.

На рис. 1 показана зависимая подвеска грузового автомобиля ЗИЛ-431410.
Передний мост автомобиля подвешен к раме на двух рессорах с гидравлическими амортизаторами 5 (рис. 1, а). Каждая рессора состоит из одиннадцати листов, изготовленных из кремнистой стали. В средней части каждого листа имеются две выштамповки, предохраняющие их от взаимных перемещений в рессоре. С этой же целью листы рессоры стянуты хомутами 3.
Передний конец рессоры соединен с рамой шарнирно через палец 14, для чего через накладку 11 двумя болтами и стремянкой 2 крепится ушко 12. В него запрессована втулка 13, через которую свободно проходит палец 14, закрепленный в кронштейне. Для смазывания пальца имеется масленка 15. Средней частью рессора крепится к балке 9 моста посредством стремянок 10.

Задний конец рессоры при прогибах свободно перемещается в проушинах кронштейна 7, опираясь при этом на сухарь 21.

Для предохранения от изнашивания скользящего коренного листа на его конце приклепана вспомогательная накладка 8. На пальце 20 установлен опорный сухарь. Концы пальца расположены в двух вкладышах 19.
Вкладыши, закрепленные в кронштейне 7 стяжным болтом 23 с распорной втулкой 22, служат для предохранения кронштейна от истирания концами рессор.

Читайте также:  Замена задних тормозных колодок на автомобиле VAZ (ВАЗ), FORD (Форд), Renault (Рено), Nissan (Ниссан), Toyota (Тойота), Daewoo (Дэу Ланос/Сенс).

Прогибы рессор ограничиваются упорными резиновыми буферами 4 и 6.

Амортизатор 5 шарнирно соединен с передним мостом и рамой с помощью пальца 17 и резиновой втулки 16.

Задний мост подвешен к раме автомобиля на парных рессорах (рис. 1, б), из которых две рессоры 27 являются основными, а две рессоры 26 – дополнительными (подрессорники). Основная рессора крепится к балке 32 заднего моста стремянками 28 с накладками 29 и 31.
Передний и задний концы основной рессоры 27 крепятся к раме в кронштейнах 24 и 30 так же, как и концы рессоры передней подвески.

Если автомобиль не нагружен, работает только основная рессора, в этом случае концы дополнительной рессоры 26 не касаются кронштейнов 25.
Когда автомобиль нагружен, рама в результате прогиба основной рессоры опускается, и концы дополнительной рессоры упираются в кронштейны 25, обеспечивая дополнительную поддержку несущей системы автомобиля. В этом случае работают все рессоры – и основные, и дополнительные.

На грузовых автомобилях ГАЗ соединение коренных листов с рамой обеспечивается не через накладные ушки, а через толстостенные резиновые подушки-вкладыши. Такое соединение не требует смазывания и способствует повышению плавности хода автомобиля, поскольку резиновые вкладыши дополнительно обеспечивают демпфирование между деталями.

Устройство и работа балансирной подвески

Балансирная подвеска (рис. 2) применяется на трехосных автомобилях, иногда на четырехосных автомобилях и многоосных прицепах. Мосты, образующие тележку балансирной подвески, дожны располагаться на небольшом расстоянии друг от друга.
К раме автомобиля на кронштейнах прикреплена поперечная ось 6, на концах которой во втулках устанавливается ступица 7, которая, в свою очередь, стремянками крепится к средней части рессоры 5.
Концы рессоры опираются на кронштейны 3 балок среднего и заднего мостов 4 и 8. Поскольку продольное перемещение концов рессоры в кронштейнах ничем не ограничено, она разгружена от передачи продольных усилий и моментов, но воспринимает боковые усилия.

Продольные силы и моменты передаются системой реактивных штанг – верхними 2 и нижними 1. Каждая из штанг шарнирно (через пальцы с шаровыми головками) соединяется с балкой моста и с рамой автомобиля. Таким образом, узел образует сложный многозвенник, необходимая кинематика которого обеспечивается большим числом шарнирных соединений.

При балансирной подвеске оба задних моста образуют тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси 6 и, кроме того, в результате прогиба рессоры каждый мост может иметь независимые перемещения, обеспечивающие хорошую проходимость автомобиля.
Применение балансирной подвески позволяет, кроме того, улучшить общую компоновку базы автомобиля, поскольку для поддержания несущей системы используется только две рессоры вместо четырех в классической зависимой рессорной подвеске.

Балансирные подвески применяются, например, на отечественных автомобилях марки «КамАЗ», «КрАЗ», на прицепах ОдАЗ-9370, ОдАЗ-9770 и т. п.

Балансирная подвеска задних мостов трехосных автомобилей

Если автомобиль имеет два задних ведущих моста, то подвешивать к раме на обычных рессорах каждый мост по отдельности нельзя, так как при движении по неровностям дорог, переезде канав и кюветов нагрузка может передаваться только на один мост. Это будет создавать большие нагрузки на рессоры этого моста и может привести к поломке рессор.

Необходимо, чтобы нагрузка всегда распределялась на оба моста при любых условиях движения. Этому может удовлетворять балансирная подвеска на двух продольных полуэллиптических рессорах. Она представляет собой тележку, установленную на оси, которая закреплена на раме автомобиля. Рессоры представляют собой равноплечие рычаги, а потому, согласно закону о равноплечих рычагах, качающихся на одной опоре, при наезде одного моста или даже одного колеса на препятствие нагрузка будет передаваться на оба моста в равной мере. При прогибах рессор концы их свободно скользят в опорах. Балансирная подвеска устроена следующим образом.

На лонжеронах рамы закреплены кронштейны, в которые запрессованы оси балансиров, закрытые крышками 14 (рис.16). На ось надевается башмак рессоры 12, который может вращаться на ней во втулке 17. Рессора устанавливается на балансир и крепится к нему стремянками 8. Концы рессор свободно входят в кронштейны 1, напрессованные и приваренные к кожухам среднего 23 и заднего 10 мостов. Щеки кронштейнов стягиваются опорными пальцами 2. На мостах имеются кронштейны 25 для крепления нижних реактивных штанг 9, передающих толкающие усилия. Другие концы этих штанг шарнирно соединены при помощи шаровых пальцев с кронштейнами лонжеронов рамы. Реактивные моменты передаются на раму двумя верхними реактивными штангами 11. Для ограничения хода мостов вверх и смягчения их ударов о раму на лонжеронах установлены буферы. Кронштейны балансирного устройства соединены стяжкой 22.

В крышке башмака имеется отверстие с проб кой для заливки масла. для предотвращения вытекания смазки установлены сальники 19 и 21 и кольцо 20, а для защиты узла от грязи – резиновые манжеты.

Реактивная штанга имеет с обоих концов головки, в которые вставляются шаровые пальцы с вкладышами. Головки закрываются крышками через прокладку. Смазываются шаровые пальцы через масленку. От вытекания смазка удерживается сальником. Шарниры реактивных штанг самоподжимные.

Рис.16. Задняя подвеска автомобиля:

1 – кронштейн установки рессоры среднего моста; 2 – палец опоры задней рессоры;

3 – задняя рессора; 4 – хомут; 5 – левый кронштейн задней подвески; 6 – гайка стремянки; 7 – накладка рессоры; 8 – стремянка рессоры; 9, 11 – реактивные штанги; 10-задний мост; 12 – башмак рессоры; 13 – кронштейн верхней реактивной штанги; 14 – крышка оси балансира; 15 – заглушка; 16-стяжной болт; 17- втулка башмака; 18 – упорное кольцо башмака; 19 – сальник балансирной подвески; 20 – кольцо; 21 – сальник; 22 – стяжка задней подвески; 23 – средний мост; 24 – кронштейн верхней реактивной штанги;

25 – кронштейн нижней реактивной штанги среднего моста

Амортизаторы

Плавность хода автомобиля в большой степени обусловлена работой рессор, которые воспринимают и гасят толчки от неровностей дорог. Основным недостатком рессор является большой период гашения затухающих колебаний. Для ускорения гашения колебаний рессор служат гидравлические телескопические амортизаторы двухстороннего действия. Они могут устанавливаться на передних и задних мостах или только на передних.

Амортизатор состоит из резервуара 9 (рис.17), внутри которого находится цилиндр 8. В нижний торец цилиндра запрессован корпус клапана сжатия 26. В нем смонтирован клапан сжатия, состоящий из обоймы 21, тарелки 23, дроссельного диска 24 и диска клапана 25. Впускной клапан нагружен пружиной 22. Шток амортизатора 1 проходит через защитное кольцо 2 и надежно уплотнен манжетой 4 и кольцом 6. На внутреннем конце штока гайкой 20 закреплен поршень 13. В поршне имеются два пояска отверстий, разделенных буртиками. Ряд отверстий, расположенных ближе к штоку, прикрывается дроссельным диском 14, диском клапана отдачи 15 и шайбой 16. Дальний от штока ряд отверстий выполняет роль перепускного клапана. Прикрывается этот ряд отверстий ограничительной тарелкой 10, пружиной 11 и тарелкой перепускного клапана 12. Поршень уплотняется в цилиндре кольцом 17.

Действие амортизатора основано на использовании сопротивления перетеканию жидкости через малые проходные сечения в клапанах хода сжатия и отдачи. От исправности амортизаторов в значительной степени зависит комфортабельность автомобиля и долговечность деталей кузова и шасси. Нормально работающие амортизаторы должны гасить колебания автомобиля после переезда препятствия за 1- 2 качка. Передние и задние амортизаторы сходны по устройству и работе.

Для амортизаторов используется жидкость АЖ -12Т, которой полностью заливается рабочий цилиндр 8 и часть резервуара 9. Жидкость в амортизатор должна заливаться в определенном количестве, так как при ее недостатке амортизатор работает ненормально, а при избытке может получить поломки.

Амортизатор работает следующим образом. При отсутствии нагрузки поршень 13 находится в средней части цилиндра 8. Пространство под поршнем и над ним полностью заполнено жидкостью, а резервуар 9 заполнен примерно наполовину.

При наезде колеса на дорожное препятствие ось вместе с рессорой поднимаются к раме и через проушину поднимают корпус амортизатора. За счет приближения корпуса к раме шток 1 с поршнем 13 опускаются и давят на жидкость. Под действием этого открывается перепускной клапан в поршне и жидкость перетекает в надпоршневое пространство. Вся жидкость перетечь из подпоршневогo пространства в надпоршневое не может, так как часть объема занимает шток, вводимый извне. Это приводит к тому, что под давлением открывается клапан сжатия в корпусе клапана 26 и часть жидкости перетекает в резервуар 9.

При ходе отдачи происходит обратное. Поршень амортизатора поднимается, вытесняя через клапан отдачи жидкость в подпоршневое пространство, но теперь под поршнем жидкости оказывается недостаточно, и там создается разрежение. Под действием этого разрежения открывается клапан отдачи, сжимая пружину 19, и жидкость из резервуара 9 компенсирует недостаток жидкости под поршнем.

Степень открытия клапанов сжатия и отдачи зависит от скорости перемещения поршня, а следовательно, от величины ударной нагрузки на ось автомобиля. Чем больше сила удара, тем на большую величину открываются клапаны и быстрее перепускают жидкость.

Применяемые амортизаторы двухстороннего действия имеют несимметрическую характеристику: сила сопротивления во время хода сжатия растет медленнее, чем при ходе отдачи. Эта разность может составлять 20..50%.

1. Расскажите о назначении подвески автомобиля и ее типах.

2. Как устроена и работает зависимая подвеска колес?

3. Расскажите об устройстве, работе и преимуществах независимой подвески

передних колес легковых автомобилей.

4. Перечислите типы рессор и способы их крепления к раме и осям.

5. Расскажите об устройстве передней и задней рессорных подвесок грузовых

6. Расскажите о назначении, устройстве и работе гидравлического

амортизатора двойного действия.

7. Каковы назначение и принцип работы стабилизатора поперечной

устойчивости передней оси?

8. Расскажите о назначении, устройстве и принципе работы стабилизатора

поперечной устойчивости задней оси.

9. Как устроена и работает независимая подвеска задних колес?

5.Закрепление нового материала:

1. Выдаю учебный элемент № . Изучаем и отвечаем.

2. Разбираем правильность ответов.

3. Выставляем оценки.

6.Задание на дом:

1. заполнить тетрадь для лабораторных работ по пройденной теме.

2. Повторить пройденный материал.

3. Не забываем про конструкторские разработки.

Читайте также:  Блок картер двигателя

Подвески задних мостов трехосных автомобилей

Отечественные трехосные грузовики сколько-нибудь заметным разнообразием подвесок задних мостов никогда не отличались. Однако многочисленность конструктивных вариантов этого узла, встречающихся в мировом автомобилестроении, подчеркивает его важность и свидетельствует о стремлении многих конструкторских школ найти оптимальное решение. Оно зависит от колесной формулы автомобиля, да и условия эксплуатации машины заставляют связывать два задних моста с рамой различными способами.

Подвеска заднего неведущего и среднего ведущего мостов автомобилей Volvo с колесной формулой 6х2 (1 – ведомый мост)

Грузовые автомобили 6х2

В них преимущественно применяют зависимые подвески мостов с четырьмя листовыми рессорами, связанными с помощью уравнительных рычагов, опирающихся в трех точках. Достоинство такой конструкции состоит в том, что она проста и обеспечивает многоточечность опоры плеч. Недостаток ее заключается в переносе нагрузки на промежуточный и задний мосты при торможении и разгоне. Для снижения величины перераспределения силы были даже разработаны и применяются специальные амортизаторы, связанные с тормозной системой и меняющие свои характеристики (в сторону увеличения жесткости) при определенной степени нажатия водителем педали тормоза.

Другой вариант подвески с двухточечной опорой на плечи применяется, к примеру, на грузовиках Volvo. Конструкторы этой компании подвешивают ведущий мост на листовых рессорах, задние концы которых опираются на балансирные рычаги опорных колес. Такая конструкция позволяет догрузить ведущий мост и подвесить опорные колеса независимо. Плечи балансиров у грузовиков Volvo подобраны таким образом, что ведущий мост воспринимает 53%, а ведомая ось – 47% приходящейся на заднюю тележку нагрузки.

Схема наезда колес тележки мостов на препятствие: а – параллелограммная конструкция; б – положение рессоры

При движении автомобиля распределение нагрузки между ведущим и ведомым мостами постоянно меняется. Так как задняя ось из-за нагрузки на опору стремится повернуться против направления вращения колес, то задний конец рессоры отжимается вниз, а рычаг стремится поднять ведомую ось. Благодаря этому происходит догрузка ведущего моста.

Грузовые автомобили 6х4 и 6х6

На автомобилях с колесной формулой 6х4 и 6х6 широкое распространение получила подвеска задних мостов с балансирной тележкой и одноточечной опорой рессоры на раму. В качестве направляющего аппарата используются реактивные штанги. В некоторых конструкциях задних мостов тяговые силы передаются рессорами, а реактивный и тормозной моменты – реактивными штангами. Такая конструкция обеспечивает: равномерное распределение крутящего момента по ведущим мостам и приемлемую плавность хода.

У автомобиля Mack рама опирается на полуэллиптические листовые рессоры, шарнирно закрепленные на общей поперечной оси с помощью опорных кронштейнов. Концы рессор соединены с балками ведущих мостов и передают тяговые силы на раму автомобиля. Моменты – реактивный и тормозной – передаются на раму автомобиля реактивными штангами, соединенными шарнирно с каждым из ведущих мостов и поперечной рамы. Такая конструкция заметно ограничивает пространственное перемещение колес при движении по грунтовым дорогам и поэтому применяется только на магистральных тягачах.

Балансирная подвеска двух ведущих мостов задней тележки Mack

Большее распространение получили конструкции балансирных тележек, в которых для передачи тяговых и тормозных сил используют реактивные штанги. Именно эта схема применена в задних мостах отечественных автомобилей ЗИЛ, КамАЗ, «Урал». Схема обеспечивает равномерное распределение нагрузки между мостами и дает им возможность независимо друг от друга перемещаться вверх и вниз. Листовые рессоры при этом нагружены только весом автомобиля.

Стоит познакомиться с интересной подвеской двух задних ведущих мостов автобусов Leyland. Обратите внимание на кронштейны шарнирного крепления рессор и крепление самой рессоры на оси вращения с помощью резино-металлических втулок, не нуждающихся в смазке.

В США большое распространение на грузовиках получила подвеска задних ведущих мостов Iton Hendrixon. В ней картеры ведущих мостов имеют подвесные кронштейны с разветвлениями для захвата концов уравнительной балки, в эти концы вставлены резиновые втулки. Ось уравнительной балки установлена в резиновой втулке, которая в свою очередь, размещена в запрессованной стальной втулке, закрепленной к разъемному гнезду рессорного хомута. Поперечная труба, размещенная во втулках, связывает две уравнительные балки, что обеспечивает их точную фиксацию друг относительно друга.

Равномерное распределение нагрузки по осям тележки мостов в подвеске Iton Hendrixon

Особенностью этой подвески является то, что когда одно из колес пары мостов поднимается в случае наезда на препятствие, то в результате действия уравнительной балки хомут проходит только половину вертикального расстояния, пройденного колесом. Наклон мостов автомобиля зависит от упругости резиновых втулок, благодаря чему удерживается взаимная параллельность мостов между собой, а также параллельность колес относительно рамы. Применение резиновых элементов снижает до минимума заботы, связанные с необходимостью смазки узла.

Компания Iton указывает на следующие достоинства своей подвески:

Подвеска двух задних ведущих мостов автобуса Leyland

– установка концов уравнительной балки в резиновых втулках обеспечивает максимальную упругость и восприятие колебательных движений без повышения трения и дополнительной смазки сочленений;

– установка центральной опоры балки в резиновой втулке полностью устраняет потребность смазывания узла;

– четырехточечное крепление подвески к раме устраняет концентрацию напряжений в какой-либо одной точке рамы. Раму можно сделать легче без потери прочности;

– установка шарового пальца реактивной штанги в резиновом элементе делает ненужным смазывание и обеспечивает упругость;

– применение поперечной трубы, соединяющей уравнительные балки, обеспечивает оптимальную установку элементов подвески типа тандем;

– применение реактивных штанг обеспечивает полную передачу реактивных компонентов без угловых перемещений мостов в случае торможения или разгона;

Подвеска Iton Hendrixon двух ведущих мостов тележки при применении параллелограммной конструкции с уравнительной балкой

– применение уравнительной балки позволяет использовать принцип рычага, чтобы наполовину уменьшить передачу на раму неровностей дороги и ударных нагрузок на колесо. Кроме того, вес машины равномерно распределяется между осями. Нагрузка действует в середине уравнительной балки (точка В) и распределяется поровну между обоими мостами. Нагрузка может переноситься с одного моста на другой независимо от дорожных условий и вида нагрузки;

– конструкция подвески способствует снижению центра тяжести автомобиля;

– точная фиксация мостов друг относительно друга и по отношению к раме достигается автоматически с применением параллелограммной системы.

Напоследок, познакомимся с еще одним видом подвесок двух задних ведущих мостов, а именно с подвеской мостов на четырех полуэллиптических рессорах, соединенных парами с помощью двух качающихся рычагов. Подвеска такого типа с качающейся опорой каждой пары рессор позволяет получить равномерную нагрузку на обоих задних мостах. При разгоне и торможении качание рессор, передающих осевые силы, вызывает загрузку промежуточного или заднего мостов. Кстати, эта схема в последнее время чаще встречается на ведомых мостах задних тележек полуприцепов.

Подвеска КАМАЗ: назначение и устройство

Первый крупногабаритный автомобиль КамАЗ сошел с конвейера 16 февраля 1976 года. С массой свыше 10 тонн машина строится по традиционным схемам, это относится и к подвеске, где используются рессоры и сочетание их с гидравлическими амортизаторами. Независимо от модельного ряда, подвеска практически не отличается по строению. Так производитель уменьшает затраты на само производство, замену или ремонт деталей. А вот задняя и передняя подвески конструктивно отличаются друг от друга.

Передняя подвеска

Передняя ось в КамАЗе нагружается значительно меньше, нежели задняя. Поэтому конструкция передней подвески достаточно простая: основа из двух продольных полуэллиптических рессор и гидравлических амортизаторов. При помощи стремянок к средней части рессор прикрепляется передний мост.

Рессоры сделаны из стали. Передняя часть находится на раме, а задняя на скользких опорах – так рессоры вертикально двигаются, принимают и гасят нагрузку от моста. С помощью резиновых буферов на раме движение рессор ограничивается и, достигая высокого подъема, упирается основная пластина рессор.

Совместно с рессорами работают 2 гидравлических телескопических амортизатора. Снизу амортизатор крепится через кронштейн к мосту, а сверху к раме. Когда машина едет, амортизатор заглушает колебания рессор, тем самым тряска в кабине значительно меньше, а поездка становится комфортнее.

Задняя подвеска

У КамАЗа задняя подвеска бывает двух- и трехосной.

Двухосные модели, к примеру – КамАЗ 5560, имеют заднюю подвеску схожую по конструкции с передней. Главный элемент – это продольные полуэллиптические рессоры, снизу прикрепляются к мосту с помощью стремянок. В подвеске присутствует гидравлический телескопический амортизатор, который гасит вибрации рессор.

Задняя подвеска нагружается значительно больше, поэтому у нее дополнительное усиление в виде маленьких рессор и стабилизатора поперечной устойчивости. При поперечных нагрузках: поездки по склонам, работа в качестве шасси автокрана, перемещение груза на одну сторону – стабилизатор тормозит сильные наклоны или возможное опрокидывание.

По конструкции стабилизатор близок к реактивным штангам, которые опираются на стойки. Как только появляется поперечное воздействие, штанги тормозят наклоны и тем самым движение становится безопаснее.

Что же касается трехосных машин КамАЗ, то там у подвески другая схема – балансирная. По конструкции она очень простая и компактная. Подвеска помогает среднему и заднему мосту двигаться по вертикальной оси, равномерно их нагружая.

Основа балансирной подвески: ось, прикрепленная к раме с помощью кронштейнов. К оси присоединены рессоры, и они упираются на промежуточные и ведущие мосты, в то же время свободно двигаются на балках опоры. Так задняя подвеска отличается от передней, что рессоры не опираются прямиком на раму.

Балансирная подвеска делится на 2 вида:

  1. С одной осью – ось проходит через кронштейны и на нее опираются рессоры.
  2. С двумя осями – две короткие оси принимают нагрузки от каждой рессоры, функционируют независимо от другой.

Подвеска с двумя осями отличается тем, что она более компактна и меньше подвергается повреждениям из-за высокой нагрузки.

Ремонт и обслуживание подвески

Из-за серьезных нагрузок на подвеску, машине нужно своевременное обслуживание и замена некоторых деталей. Важно следить за резьбовыми соединениями: из-за вибраций и частых перемещений гайки и другие компоненты могут ослабевать.

Сначала следует осмотреть и подтянуть гайки стремянок, крепление стабилизатора поперечной устойчивости, кронштейнов и амортизатора. Затягивать гайки нужно с конкретным усилием в зависимости от модели КамАЗа и типа подвески.

Затем обратите внимание на рессоры, которые в крупногабаритных машинах быстро изнашиваются: боковые и опорные части пластин стираются, так как скользят относительно друг друга. Чтобы предотвратить такой износ, рессоры покрывают слоем твердого сплава до 4 мм, но и при таких условиях деталь приходит в негодность.

Читайте также:  Безопасная дистанция

Рессоры сильно портятся в месте, где происходит контакт с опорой. Когда износ достиг 10 мм, тогда 2 основные пластины делают разворот на 18 градусов. При последующем износе пластины или рессоры необходимо заменить.

Один из сложных элементов в подвеске КамАЗа – это гидравлический амортизатор. Необходимо минимум 1 раз в год менять масло. Если амортизатор приходит в негодность, дешевле его заменить, нежели отремонтировать.

Первые трёхоски

К началу 20-х годов прошлого века грузовой автотранспорт уже играл существенную роль в экономике ведущих стран мира. От конструкторов требовали автомобили, которые перевозили бы больше груза с большей скоростью. Если последнее требование привело к быстрому появлению более мощных двигателей, то с первым все оказалось сложнее. Препятствием к повышению грузоподъемности машин стала недостаточная прочность дорожного полотна. Вот тогда-то и появились первые трехосные грузовики, без которых сегодня невозможно представить себе современное автохозяйство.

Впервые вопрос о шестиколесных грузовиках (а именно так их называли в печати) возник после Первой мировой войны, в 1918 г., в связи с тем, что борьба за эффективность автотранспорта требовала осуществлять как можно больший объем перевозок при минимальном количестве единиц дефицитной транспортной техники. Военные, анализируя опыт применения грузовиков в годы войны, настаивали на существенном повышении проходимости автомобилей, роль которых трудно было переоценить. Казалось, что требования и гражданских, и военных перевозчиков можно удовлетворить, стоит только перейти на колеса большего диаметра с соответствующими пневматиками (сейчас – шины). Построенные опытные образцы подобных машин выявили их слабую сторону: водители жаловались на трудности обращения с колесами большого диаметра, их монтажа, замены шин и т.п. Кроме того, практически во всех странах вводились ограничения на осевую нагрузку и предельную массу четырехколесных автомобилей, которые делали невозможным существенное повышение грузоподъемности грузовиков. В частности, в России и Германии максимально допустимый вес четырехколесных автомобилей равнялся 9,0 т, в Америке в разных штатах – от 10,9 до 11,8 т. Учитывая, что снаряженная масса грузовика примерно равнялась в то время его полезной нагрузке, можно сделать вывод: максимальная грузоподъемность четырехколесной машины не могла превысить 6,0 т.

Так уж получилось, что прорыв в решении назревшей проблемы совершили шинники: первый шестиколесный грузовик был построен в США на заводе шинной компании Goodyear Tire & Rubber Co. в 1918 г. Этот шаг был завершающим этапом разработки новых шин Gigant, специально создававшихся для трехосных грузовиков. Шины Gigant позволяли существенно поднять скорость перевозок грузов, однако имели недостаточно высокую грузоподъемность, поэтому и были оптимальным решением для шестиколесного грузовика.

Трехосный грузовик французской фирмы Mathis с колесной формулой 6х2, 1933 г.

После постройки первого образца трехосного грузовика в Соединенных Штатах прокатилась волна создания множества подобных конструкций. Законодатели повысили допустимую полную массу шестиколесных машин по сравнению с четырехколесными в полтора раза. К примеру, в штате Делавэр он достиг 16,3 т, в Канзасе – 15,5 т, в Неваде – 17,3 т. Трехосные грузовики заполонили американские магистрали, а вскоре вслед за заокеанскими фирмами к производству подобных машин приступили в Европе. Лидером этого направления в Старом Свете стала немецкая фирма Bussing A.G., чьи конструкции отличались техническим совершенством.

Грузовик на бандажах был способен преодолеть крутой холм

Когда задняя ось была неведущей

Следует заметить, что в первые годы разработки нового типа грузовиков конструкторы ограничивались подведением под раму дополнительной неведущей третьей поддерживающей оси, главное назначение которой заключалось в передаче полной массы автомобиля через большее число опор. Трансмиссия грузовика в этом случае была идентична трансмиссии двухосной модели.

Шасси автомобиля Renault 10CV

Шасси трехосных грузовиков отличалось от шасси двухосных машин более длинной рамой и специальной подвеской задних мостов. На первых трехосках наибольшее распространение получила так называемая балансирная подвеска мостов с двумя полуэллиптическими рессорами с каждой из сторон автомобиля. Обе рессоры стягивались в средней части хомутами вместе со специальным подшипником между ними, допускающим значительные перекосы мостов под воздействием дорожного полотна. Крепление рессор производилось не точно посередине, а ближе к среднему мосту, что перемещало основную часть нагрузки ближе к ведущим колесам. Это решение способствовало лучшему сцеплению колес с грунтом и повышало проходимость машины на скользком покрытии. Балансирная подвеска мостов трехосок обеспечивала преимущество перед подвесками двухосных машин в том, что при наезде задних колес на препятствие рама получала значительно меньшие вертикальные перемещения, соответственно уменьшалось и динамическое силовое воздействие на автомобиль. Все это приводило к тому, что легкие трехоски могли двигаться по грунтовым дорогам с достаточно высокими скоростями, обеспечивая комфорт для водителя и пассажиров.

Трехосный легкий автомобиль Renault 10CV

Дальнейшим шагом в развитии трехосных автомобилей стало снабжение их задними ведущими осями, т.е. от колесной формулы 6х2 конструкторы перешли к формуле 6х4. Хотя при этом общая схема трансмиссии значительно усложнилась, проходимость автомобилей существенно возросла. Во/первых, стала использоваться вся сцепная масса, приходящаяся на ведущие колеса, а во/вторых, при потере сцепления колесами одной из двух ведущих осей, к примеру, при попадании на скользкую дорогу, при переезде через канаву и т.п., колеса другой оси могли обеспечить дальнейшее продвижение автомобиля. Заметим, что это имело место при отсутствии межосевого дифференциала, которым сначала легкие грузовики не снабжались. Если бы действительные радиусы качения колес обеих пар задних мостов были бы одинаковыми, не было необходимости в применении межосевого дифференциала, так как все колеса перекатывались бы по дороге с одинаковой скоростью и одинаковая линейная скорость соответствовала бы одинаковым угловым скоростям. Однако в действительности радиусы колес никогда не были одинаковы вследствие различной степени износа шин и различного давления в шинах. Так как трансмиссия автомобиля обеспечивала колесам среднего и заднего мостов равную скорость вращения, все колеса должны были катиться по дороге с равными угловыми скоростями, что при различных их диаметрах неизбежно приводило к проскальзыванию колес той или иной оси, а точнее, к скольжению шин по поверхности дороги. На неровных дорогах, когда одно или два колеса всегда имели небольшое сцепление с дорогой, проскальзывание колес не вызывало значительной потери мощности и износа шин. При движении с небольшими скоростями по сравнительно ровной дороге износ шин и нагрузка на трансмиссию значительно возрастали, что вызывало необходимость введения межосевого дифференциала на трехосных машинах. Впервые он появился на лондонских автобусах, работающих с большими нагрузками. Дальнейшим шагом в этом направлении явилась установка блокируемых межосевых дифференциалов для повышения проходимости автомобилей.

Схема подвески ведущих мостов грузовика ГАЗ-ААА

Первые трехосные автомобили с колесной формулой 6х4, разработанные в США, имели червячные передачи для привода ведущих мостов. Постепенно от них отказались в пользу шестеренчатых, в том числе и гипоидных передач, однако в течение многих лет червячные передачи были широко распространены на автомобилях, производимых в Англии. Основными преимуществами червячной передачи были бесшумная работа, возможность получения в одной ступени очень высокого передаточного числа и легкость создания «проходной» передачи для привода заднего моста через средний. Вследствие того, что зубья червячной передачи нарезались порой неточно, а монтаж осуществлялся небрежно, КПД червячной передачи был достаточно низким, а износ деталей высоким. Кроме того, червячная передача была необратима, т. е. крутящий момент в ней не мог передаваться от колеса червяку. Тем не менее простота передачи и компоновочные преимущества редуктора привели к широкому распространению ее в трансмиссии трехосок 20-х – 30-х годов прошлого века.

Устройство задней тележки мостов грузовика ЗИС-6

Уже при испытании первых трехосных автомобилей было замечено, что в дополнение к проскальзыванию шины по окружности вследствие различных радиусов качения колес происходит поперечное проскальзывание шин на поворотах. Так как два задних моста автомобиля параллельны друг другу, на повороте некоторые из колес просто обязаны проскальзывать в поперечном направлении. Это проскальзывание конструкторы первых и легких трехосок пытались уменьшить, создавая упругое крепление задних мостов в горизонтальной плоскости. Применяя подвеску мостов на двух продольных перевернутых рессорах (с каждого борта), конструкторы стремились к тому, чтобы центробежная сила на поворотах переносила часть подрессоренной массы с внутренних рессор на наружные. При заметном выгибе длина внутренних рессор уменьшалась, а наружных увеличивалась, и параллельность между мостами нарушалась. Было замечено, что нарушение параллельности мостов приводило в этом случае к улучшению условий управления автомобилем и снижению проскальзывания шин. Соответственно для уменьшения проскальзывания конструкторы стремились к снижению расстояния между задними мостами, делая его как можно меньше. Считалось, что оно должно равняться диаметру шины плюс 150…250 мм.

Специальный трехосный автомобиль грузоподъемностью 10,0 т фирмы Four-Wheel Drive Auto Co. (США) с передним и средним ведущими колесами, 1931 г. Автомобиль построен для транспортировки огромных бобин с кабелем

Двадцатые–тридцатые годы прошлого века – период, когда конструкторы предлагали самые различные приводы ведущих колес для трехосных автомобилей. Им не хотелось излишне усложнять и удорожать конструкцию, вместе с тем желание дать мостам «больше свободы» для улучшения проходимости машины порой приводило к появлению очень оригинальных решений.

Особая роль лёгких трёхосок

В конце 20-х в Англии фирмой Morris было разработано целое семейство легких трехосных автомобилей различного назначения с колесной формулой 6х4 и конструкцией ходовой части, обладавшей высокой приспособляемостью к неровной местности. В то время привод на переднюю ось еще не получил сколько/нибудь серьезного распространения, поэтому подобные легкие трехоски стали объектом пристального внимания со стороны военных, членов различных экспедиций в труднодоступные места и др. Легкие трехосные автомобили сыграли свою заметную роль в истории и были вытеснены полноприводными двухосными автомобилями, появившимися накануне Второй мировой войны. Что касается более тяжелых трехосных грузовиков, то их конструкция непрерывно совершенствуется, и в настоящее время нет ни одной крупной автомобилестроительной фирмы, в модельной гамме которой они отсутствовали бы.

Ссылка на основную публикацию