Из чего состоит ходовая часть: Из чего состоит ходовая часть автомобиля

Назначение и общая характеристика ходовой части

---

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Автомобили Камаз Урал

Публикация:

   Назначение и общая характеристика ходовой части

Читать далее:

   Устройство рамы

Назначение и общая характеристика ходовой части

Ходовая часть служит для обеспечения непосредственного взаимодействия автомобиля с дорожной или грунтовой поверхностью. Она состоит из рамы, колесного движителя, подвески и мостов.

Рама является остовом автомобиля. Она предназначена для установки и крепления двигателя, агрегатов трансмиссии, ходовой части, дополнительного и специального оборудования, механизмов органов управления, а также кабины и кузова. На автомобилях КамАЗ и Урал применяют лонжеронные клепаные рамы.

Колесный движитель обеспечивает создание сил сцепления с поверхностью, т. е. реализует возможности движения и управления автомобилем. Шины колес снижают динамические нагрузки при преодолении препятствий и неровностей дорог. Колесный движитель состоит из ведущих и ведомых колес. Ведущие колеса преобразуют крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию, в силу тяги, обеспечивая поступательное движение автомобиля. Ведомые колеса вращаются при движении автомобиля за счет действия толкающих сил от рамы автомобиля. Управляемые колеса, ведомые или ведущие, обеспечивают управление движением автомобиля с помощью рулевого управления.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Подвеска служит для улучшения плавности хода, чем обеспечивается возможность длительного движения без быстрой утомляемости людей и повреждения перевозимых грузов. Она представляет собой совокупность устройств, осуществляющих упругую связь рамы с мостами, обеспечивающих смягчение толчков и ударов, возникающих при наезде колес на неровности дороги, и передачу сил и моментов, действующих между колесами и рамой.

Подвеска состоит из упругого, направляющего и демпфирующего устройств.

Упругое устройство подвески служит для уменьшения динамических нагрузок, обусловленных, главным образом, действием вертикальных сил. При наезде колеса на неровность дороги упругое устройство деформируется, значительно смягчая ударную нагрузку от колеса на кузов автомобиля. В результате работы упругого устройства уменьшаются перемещения рамы автомобиля, копирующие профиль дорожных неровностей, и улучшается плавность хода автомобиля.

В качестве упругих устройств на автомобилях КамАЗ и Урал применяют металлические листовые рессоры.

Направляющее устройство подвески определяет характер перемещения колеса при деформации упругого устройства относительно рамы автомобиля, а также передает силы и моменты, действующие между колесом и рамой (силу тяги, тормозную силу, боковые силы и их моменты).

Функции направляющих устройств на автомобилях КамАЗ и Урал-4320 выполняют рессоры, балансиры и рычаги.

Демпфирующие устройства предназначены для быстрого гашения колебаний кузова автомобиля, возникших под воздействием упругого устройства подвески. Отсутствие таких устройств при движении автомобиля по неровной дороге может привести к резонансным колебаниями, как следствие этого, к пробоям подвески (удары рессор в ограничители).

Гашение колебаний сводится к превращению механической энергии колебаний рамы и закрепленных на ней составных частей в тепловую энергию благодаря трению в узлах подвески с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Трение в деталях упругого устройства (в листовых рессорах) в какой-то мере обеспечивает гашение колебаний (производит амортизирующее действие). Однако трение между листами рессор преобразует в тепло весьма незначительное количество кинетической энергии вертикальных колебаний остова, и толчки со стороны неровностей дороги передаются от колес к нему в достаточно большой степени. Поэтому для гашения колебаний применяются специальные устройства — амортизаторы, работа которых основана на наличии внутреннего трения в вязкой жидкости, проходящей через отверстие ограниченного сечения.

Мостом называется узел, связывающий колеса автомобиля с рамой через детали подвески. Мосты подразделяются на ведомые и ведущие; те и другие могут быть как управляемые, так и неуправляемые. Ведущий мост представляет собой пустотелую балку, в которой размещаются узлы и детали трансмиссии: главная передача, дифференциал и полуоси. Управляемый мост выполняется в виде балки двутаврового (ведомый мост) или трубчатого (ведущий мост) сечения, на концах которой цапфы колес имеют с мостом шарнирную связь. Поворотом цапф относительно моста изменяется направление движения автомобиля.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство рамы

Категория: — Автомобили Камаз Урал

Главная → Справочник → Статьи → Форум

---

---

Ходовая часть автомобиля

Содержание

1. Из чего состоит ходовая часть
2. Элементы ходовой
3. Типы подвесок
4. Независимая подвеска
5. Типа Макферсон
6. Заключение

За качество и надежность перемещения машины отвечает сразу несколько узлов. Основным элементом считается ходовая часть автомобиля. Конструкция состоит из нескольких частей, которые позволяют автомобилисту комфортно перемещаться на транспортном средстве.

Из чего состоит ходовая часть

Для обеспечения нормального передвижения основные элементы ходовой части крепятся к кузову машины. В результате получается многофункциональная конструкция узлов, которая соединяет колеса с кузовом. В перечень функций ходовой части входит:

• смягчение движения;
• гашение колебаний кузова;
• прием поперечных и продольных усилий, толчков.

Благодаря установке упругих деталей подвески, транспортное средство не подвергается тряске, а также излишней вибрации.

Подвеска отвечает за уровень комфорта передвижения

Устройство ходовой части автомобиля выглядит следующим образом:

• рама;
• балки мостов;
• передняя и задняя подвески;
• колеса.

Элементы ходовой

Первой габаритной деталью ходовой части является управляемый мост.

Элемент выполнен в виде балки повышенной прочности. В нее вмонтированы поворотные цапфы, которые фиксируются при помощи специальных шарниров. Также данная конструкция оснащается специальными соединительными деталями.

В основе управляемого моста лежит жесткая балка штампованного типа. При таком строении мост в передней части автомобиля представлен поперечной балкой, к которой крепятся управляемые колеса.

Крутящий момент от мотора к данному узлу не подводится. Мост является не ведущим и выполняет функцию несущей конструкции. Управляемые системы бывают различных типов и применяются как на легковом, так и на грузовом транспорте.

Список того, что входит в ходовую часть автомобиля достаточно большой. Ключевыми элементами можно назвать упругие детали подвески. Детали позволяют смягчать сильные удары и толчки во время езды. Также данные узлы способны снижать вертикальное ускорение и динамическую нагрузку на конструкцию.

Благодаря разнообразию упругих элементов, кузов автомобиля практически не подвергается пагубному воздействию неровностей на дорожном покрытии. Управление транспортным средством становится плавным и контролируемым.

На многих разновидностях автомобилей могут применяться следующие элементы ходовой:

• листовые рессоры;
• пружины;
• пневматические детали;
• гидропневматические амортизаторы;
• резиновые детали;
• направляющие запчасти;
• рычаг направляющего элемента.

Независимая подвеска

Типы подвесок

По своему предназначению подвеска является той частью, которая отвечает за вертикальное движение колеса относительно кузову. Именно данная конструкция напрямую взаимодействует с кузовом и дорожным покрытием.

На данный момент в автомобилестроении применяется два основных типа подвесок:

• зависимая;
• независимая.

Также на некоторых машинах устанавливается полузависимая подвеска. Однако этот образец чаще всего относят к зависимой схеме.

Ранее на различном транспорте широко применялась зависимая конструкция. Сейчас этот образец постепенно отходит на второй план. Чаще всего система балок устанавливается на грузовые автомобили, которые постоянно подвергаются большим нагрузкам. Также балки нашли применение на внедорожниках рамного типа. На фото подвеска отличается простотой строения. Однако, основное преимущество заключается в надежности. Ее дешево и удобно обслуживать.

Основная часть зависимой системы – рессора. Узел представлен в виде пакета листов, которые выполнены в изогнутой форме. Большинство производителей во время создания рессор используют пружинистую сталь, которая отлично справляется с функцией балансировка кузова.

Независимая подвеска

Большей популярностью пользуется независимый тип подвески. Данная конструкция считается более сложной в плане технического обслуживания ходовой части автомобиля. Основная характеристика этой системы заключается в наличии индивидуальных точек крепления и упругих элементов для каждого колеса. На неровной дороге преимущество несравнимо – колеса не взаимодействуют друг с другом, что делает передвижение авто более плавным.

Благодаря отсутствию общих мостов, процесс ремонта становится проще. При возникновении неисправностей с одной осью нет необходимости восстанавливать противоположную сторону конструкции.

Подвеска типа Макферсон

Типа Макферсон

90% автомобильных компаний применяют наиболее надежный тип подвески – Макферсон. Это независимый образец системы, который лучше всех показал себя на различных типах транспорта. Элементы ходовой части составляют одну цельную схему, которая отличается высокой надежностью. Данный узел выглядит следующим образом:

• на ступицу одевают колесный диск;
• ступица шарнирным образом фиксируется к кузову;
• роль держателей выполняют жесткие рычаги.

Существует большое разнообразие рычагов, которые могут располагаться согласно разным схемам. Наиболее распространенными являются одинарные, сдвоенные, А-образные рычаги. Детали могут быть верхними и нижними. В состав простой независимой подвески входит один рычаг, располагающийся снизу.

Что еще относится к системе:

• ступицы;
• шаровые опоры;
• тормозные диски;
• поворотные рычаги;
• опорные чашки, располагающиеся снизу;
• пружины;
• буфер сжатия;
• верхние опоры стойки;
• гайки;
• штоки;
• поворотные кулаки;
• валы привода;
• защитные чехлы.

Элементом, гасящим колебания ступицы, является стойка. Деталь состоит из амортизатора и наружной пружины. Качественное крепление стойки к кузову обеспечено подушкой. Внутри узел оснащен упорным подшипником, благодаря которому стойка может вращаться вокруг своей оси.

Со временем стойка начинает передавать все больше колебаний на кузов. Проверку стойки в случае выхода из строя можно выполнить самостоятельно путем раскачивания кузова. При сильном качении неисправный узел не стабилизирует кузов.

Заключение

Ходовая часть машины состоит из целого ряда элементов, которые нуждаются в своевременном обслуживании. Оба типа подвесок необходимо поддерживать в отличном техническом состоянии, чтобы на дороге не возникало неприятностей. Наиболее часто заменяемыми деталями ходовой принято считать сайлентблоки, втулки и шаровые опоры. Реже приходится менять стойки стабилизаторов.

Читать онлайн «Автопрактикум. Часть 3. Ходовая часть и механизмы управления большегрузных автомобилей», В. А. Сологуб – ЛитРес

4.1 Общее устройство ходовой части

Ходовая часть предназначена для преобразования вращательного движения ведущих колёс в поступательное движение автомобиля, смягчения ударов и толчков при движении по неровной дороге, обеспечения достаточной плавности хода. Ходовая часть состоит из рамы (несущей системы), мостов, подвески и колёс.

Рама является несущей системой автомобиля и предназначена для крепления кузова, всех агрегатов и механизмов автомобиля. Она воспринимает все нагрузки, возникающие при движении автомобиля, поэтому должна обладать высокой прочностью и жесткостью, но в то же время быть легкой и иметь форму, при которой возможно более низкое расположение центра тяжести автомобиля для увеличения его устойчивости.

В зависимости от конструкции рамы делятся на лонжеронные (лестничные), центральные (хрептовые) и Х-образные или крестообразные (сочетающие в своей конструкции оба принципа, средняя часть рамы выполняется как центральная, а концы делают лонжеронными). Наибольшее распространение получили первые из них.

Лонжеронная рама автомобилей состоит из двух продольных балок – лонжеронов – переменного сечения и нескольких поперечин. Лонжероны отштампованы из листовой стали и имеют швеллерное сечение переменного профиля. Высота профиля наибольшая в средней части лонжеронов, где они наиболее нагружены.

Поперечины, как и лонжероны, выполнены штампованными из листовой стали. Они имеют форму, обеспечивающую крепление к раме соответствующих механизмов.

Мосты автомобиля служат для поддерживания рамы и кузова и передачи от них на колёса вертикальной нагрузки, а также для передачи от колёс на раму (кузов) толкающих, тормозных и боковых усилий.

Мосты подразделяются на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые одновременно) и поддерживающие.

Ведущий мост предназначен для передачи на раму (кузов) толкающих усилий от ведущих колёс, а при торможении – тормозных усилий.

Ведущий мост представляет собой жесткую пустотелую балку, состоящую из двух полуосевых рукавов, внутри которых находятся полуоси, а снаружи крепят ступицы колёс и средней части – картера, в котором размещена главная передача с дифференциалом.

Управляемый мост представляет собой балку с установленными по обоим концам поворотными цапфами. Балка кованная, стальная, имеет обычно двутавровое сечение. Средняя часть балки выгнута вниз, что позволяет более низко расположить двигатель. На ее концах в вертикальной плоскости сделаны отверстия для установки шкворней, обеспечивающих шарнирное соединение балки с поворотными цапфами.

Комбинированный мост выполняет функции ведущего и управляемого мостов. К полуосевому кожуху комбинированного моста прикрепляют шаровую опору, на которой имеются шкворневые пальцы. На последних устанавливают поворотные кулаки (цапфы). Внутри шаровых опор и поворотных кулаков находится карданный шарнир (равных угловых скоростей), через который осуществляется привод на ведущие и управляемые колёса.

Поддерживающий мост предназначен только для передачи вертикальной нагрузки от рамы к колёсам автомобиля. Он представляет собой прямую балку, по концам которой на подшипниках смонтированы поддерживающие колёса. Поддерживающие мосты применяют на прицепах и полуприцепах.

Подвеска служит для обеспечения плавного хода автомобиля, так как смягчает воспринимаемые колёсами автомобиля удары и толчки при наезде на неровности дороги. Подвеска может быть зависимой и независимой. При зависимой подвеске перемещение одного колеса зависит от перемещения другого колеса. При независимой подвеске такая связь отсутствует. На многоосных автомобилях применяют балансирные подвески, которые обеспечивают равномерное распределение нагрузки между этими осями и допускают в то же время возможность независимого их перемещения вверх и вниз за счёт шарнирных соединений и скольжения концов рессор.

Подвеска включает в себя три основных элемента: упругий элемент, гасящее и направляющее устройство.

Упругий элемент связывает раму с передним и задним мостами или с колёсами и поглощает удары, возникающие при движении автомобиля, обеспечивая необходимую плавность хода. В качестве упругого элемента применяют листовые рессоры, пружины, пневмобаллоны и скручивающие упругие стержни (торсионы).

Гасящее устройство – амортизатор служит для быстрого гашения вертикальных угловых колебаний рамы или кузова автомобиля. Наибольшее распространение получили телескопические амортизаторы двустороннего действия, которые гасят колебания как при сжатии, так и при растяжении упругого элемента.

Направляющее устройство обеспечивает вертикальные перемещения колёс, а также передачу толкающих и тормозных усилий от колёс к раме или несущему кузову. По типу направляющего устройства подвески делятся на зависимые (рессорные и балансирные) и независимые (пружинные).

Колёса обеспечивают возможность движения автомобиля, а также смягчают толчки, возникающие при движении по неровностям дороги. По назначению колёса делят на ведущие, управляемые, комбинированные (ведущие и управляемые) и поддерживающие.

Автомобильное колесо состоит из пневматической шины, обода и диска. Колёса грузовых автомобилей снабжены дисками с плоским (без углубления) ободом, который делается разборным для облегчения монтажа и демонтажа шин. На ободе монтируют однобортовое съёмное разрезное кольцо, одновременно выполняющее функции замочного кольца.

Диски колёс грузовых автомобилей крепятся к ступице при помощи шпилек и гаек с конусными фасками. На ведущие задние полуоси устанавливают по два колеса. Диски внутренних колёс закреплены на шпильках колпачковыми гайками с внутренней и наружной резьбой, а диски наружных колёс – гайками с конусом. Чтобы предотвратить самоотвёртывание гаек при ускорении и торможении автомобиля, гайки левой стороны имеют левую резьбу, а гайки правой стороны – правую.

4.2 Рамы большегрузных автомобилей

4.2.1 Рама автомобилей ЗИЛ

Рама автомобиля ЗИЛ-431410 клепаная, из штампованных деталей, состоит из двух лонжеронов переменного швеллерного сечения, соединенных поперечинами. В передней части рамы установлены удлинители рамы и буфер

В отверстии задней поперечины рамы смонтировано тягово-сцепное устройство с резиновым буфером, обеспечивающим двустороннюю амортизацию, и крюком с защёлкой для соединения со сцепной петлёй прицепа.

Рисунок 4.1 – Рама автомобиля ЗИЛ-431410

1 – передний буфер; 2 – буксирные крюки; 3 – передняя поперечина; 4 – кронштейн амортизатора; 5 – кронштейн задней опоры двигателя; 6, 11 – лонжероны рамы; 7 – кронштейн передней рессоры; 8 – кронштейн платформы; 9, 12, 15, 17 – поперечины рамы; 10 – кронштейн подвесной опоры; 13 – кронштейн задней рессоры; 14 – опорные кронштейны подрессорника; 16 – раскосы; 18 – тягово-сцепное устройство

4.2.2 Рамы автомобилей КамАЗ и Урал

Рамы автомобилей КамАЗ-5320 и Урал-4320 несущие, лонжеронного типа, клёпаные.

Рама автомобиля КамАЗ-5320 (рисунок 4.2, а) состоит из двух продольных лонжеронов 7, 13 в семи поперечных балок, образующих жесткую несущую конструкцию. Лонжероны изготовлены из углеродистой стали толщиной 8 мм и имеют переменный профиль с поперечным сечением в виде швеллера. Передние концы лонжеронов скошены для более удобной компоновки подвески. На передних концах лонжеронов крепится буфер.

Рисунок 4.2 – Рамы автомобилей

а – КамАЗ – 5320; б – Урал – 4320; 1 – кронштейн крепления переднего буфера; 2 – кронштейн крепления жидкостного радиатора; 3, 5 – кронштейны крепления двигателя; 4, 17 – кронштейны крепления верхнего ушка амортизатора; 6 – кронштейн; 7, 14, 23 – лонжероны рамы; 8, 9, 10, 12, 14, 16, 19, 21 – поперечные балки; 11 – подкладка кронштейна задней подвески; 15 – задний кронштейн передней подвески; 18 – передний кронштейн передней подвески; 20 – задний буфер; 22 – поперечина сцепного устройства; 24 – буксирный крюк; 25 – передний буфер

Форма и положение поперечных балок определяются размещением и креплением механизмов автомобиля. В задней поперечине рамы, усиленной раскосами, установлено тягово-сцепное устройство, предназначенное для буксировки прицепов, автомобилей и снижения возникающих при этом знакопеременных динамических нагрузок.

Рама автомобиля Урал-4320 (рисунок 4.2,б) состоит из двух лонжеронов и шести поперечных балок. Первая 19, вторая 16, третья 14 и четвертая 12 поперечные балки круглого сечения. Передний 25 и задний 20 буфера и шестая поперечная балка 21 съёмные. В места крепления подвески баков установлены усилители лонжеронов. Тягово-сцепное устройство крепится в специальной поперечине. На переднем буфере закреплены болтами буксирные крюки 24.

4.2.3 Рамы автомобилей МАЗ и КрАЗ

Рама автомобиля МАЗ клёпаная, состоит из двух продольных балок (лонжеронов) швеллерной формы с переменным сечением, изготовленных из полосовой низколегированной стали толщиной 8 мм.

Лонжероны рамы, изготовленные методом горячей штамповки, соединены в пяти местах поперечинами при помощи заклёпок. Поперечины штампованные, из низколегированной стали, вторая и третья – из малоуглеродистой стали. На лонжеронах прикреплены кронштейны передней, задней и дополнительной рессор, боковых опор двигателя, крепления кабины, рулевого управления и др.

Конструктивной особенностью рамы является перенос крепления всех её силовых элементов и в особенности кронштейнов рессор и поперечин на вертикальные стенки лонжеронов в наиболее нагруженных местах.

 

Применение высокопрочной низколегированной стали, отсутствие заклёпочных соединений на нижних полках лонжеронов позволили благоприятно распределить напряжения и достичь высокой прочности рамы.

Рама автомобиля КрАЗ состоит из двух продольных балок – лонжеронов, соединённых между собой пятью поперечинами. Лонжероны изготовлены из швеллера, прокатанного из низколегированной стали. Верхние полки лонжеронов в передней части срезаны для размещения радиатора системы охлаждения двигателя. К передним концам лонжеронов приварены кронштейны и угольники для крепления переднего буфера и решётки радиатора.

Поперечина № 1 своей нижней полкой приварена дуговой сваркой к нижним полкам лонжеронов, а в вертикальной плоскости соединена с лонжеронами отогнутыми фланцами: На поперечине устанавливается радиатор, а снизу монтируется пусковой подогреватель двигателя. В передней части к лонжеронам рамы с помощью болтов крепятся кронштейны передних рессор. Кронштейны отлиты из стали. Под гайки болтов, крепящих кронштейны к нижним полкам лонжеронов, устанавливаются косые шайбы, компенсирующие наклон внутренних поверхностей полок.

Поперечина № 2 сварной конструкции соединена с верхними полками лонжеронов заклёпками и накладками, а с вертикальными стенками – угольниками. В центральной части рамы к её лонжеронам снизу крепятся кронштейны задних опор раздаточной коробки.

Поперечина № 3 соединена с лонжеронами заклёпками и болтами. Наиболее нагруженная поперечина № 4 расположена над балансирной тележкой задней подвески автомобиля. Через неё на раму передаются толкающие усилия и усилия от реактивного и тормозного моментов, воспринимаемые реактивными штангами. Поперечина состоит из двух частей – передней и задней, соединённых дуговой сваркой. К лонжеронам рамы поперечина прикреплена болтами, косынками и фланцами. В месте установки кронштейнов балансира задней подвески к нижним полкам лонжеронов приварены подкладки из швеллера № 18, прокатанного из стали. В местах возможного упора ограничителей задних мостов внутрь подкладок вварены штампованные усилители.

Поперечины № 1, 3 и 4 изготовлены штамповкой из листовой стали толщиной 8 мм.

Поперечина № 5 рамы коробчатого сечения прикреплена к полкам лонжеронов заклёпками и болтами. В центральной части, где устанавливается буксирная вилка, в поперечину вварен усилитель.

В передней части рамы к нижним полкам лонжеронов автомобилей всего семейства КрАЗ болтами крепится поперечина переднего буксирного прибора.

автомобиль | Определение, история, промышленность, дизайн и факты

John F. Fitzgerald Expressway

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Генри Форд Уолтер П. Крайслер Роберт С. Макнамара Альфред П. Слоан-младший Патрисия Руссо

Похожие темы:

Модель Т маслкар Форд Сокол Понтиак ГТО Форд 999

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

автомобиль , по имени автомобиль , также называемый автомобиль или автомобиль , обычно четырехколесное транспортное средство, предназначенное в основном для пассажирских перевозок и обычно приводимое в движение двигателем внутреннего сгорания, использующим летучее топливо.

Автомобильный дизайн

Современный автомобиль представляет собой сложную техническую систему, в которой используются подсистемы со специфическими конструктивными функциями. Некоторые из них состоят из тысяч составных частей, возникших в результате прорывов в существующих технологиях или новых технологий, таких как электронные компьютеры, высокопрочные пластмассы и новые сплавы стали и цветных металлов. Некоторые подсистемы возникли в результате таких факторов, как загрязнение воздуха, законодательство о безопасности и конкуренция между производителями во всем мире.

Пассажирские автомобили стали основным средством семейного транспорта. По оценкам, во всем мире эксплуатируется около 1,4 миллиарда автомобилей. Около четверти из них приходится на Соединенные Штаты, где ежегодно проезжается более трех триллионов миль (почти пять триллионов километров). За последние годы американцам были предложены сотни различных моделей, примерно половина из них от зарубежных производителей. Чтобы извлечь выгоду из собственных технологических достижений, производители все чаще внедряют новые конструкции. Ежегодно во всем мире производится около 70 миллионов новых устройств, поэтому производители смогли разделить рынок на множество очень маленьких сегментов, которые, тем не менее, остаются прибыльными.

Новые технические разработки признаны ключом к успешной конкуренции. Все производители и поставщики автомобилей нанимали инженеров-исследователей и ученых для улучшения кузова, шасси, двигателя, трансмиссии, систем управления, систем безопасности и систем контроля выбросов.

Викторина «Британника»

Викторина «Транспорт и технологии»

Где была первая практическая линия метро в Соединенных Штатах? Кто первой из женщин преодолела звуковой барьер? Проверьте свои знания. Пройди тест.

Эти выдающиеся технические достижения не обходятся без экономических последствий. Согласно исследованию Ward’s Communications Incorporated, средняя стоимость нового американского автомобиля увеличилась на 4700 долларов (в пересчете на доллар в 2000 году) в период с 1980 по 2001 год из-за обязательных требований к безопасности и контролю выбросов (таких как добавление подушек безопасности и каталитических нейтрализаторов). Новые требования продолжали внедряться и в последующие годы. Добавление компьютерных технологий стало еще одним фактором, поднявшим цены на автомобили, которые выросли на 29%.процентов в период с 2009 по 2019 год. Это в дополнение к потребительским расходам, связанным с инженерными улучшениями в области экономии топлива, которые могут быть компенсированы сокращением закупок топлива.

Конструкция автомобиля в значительной степени зависит от его предполагаемого использования. Автомобили для бездорожья должны быть прочными, простыми системами с высокой устойчивостью к сильным перегрузкам и экстремальным условиям эксплуатации. И наоборот, продукты, предназначенные для высокоскоростных дорожных систем с ограниченным доступом, требуют большего комфорта пассажиров, повышенной производительности двигателя и оптимизированной управляемости на высокой скорости и устойчивости автомобиля. Устойчивость в основном зависит от распределения веса между передними и задними колесами, высоты центра тяжести и его положения относительно аэродинамического центра давления транспортного средства, характеристик подвески и выбора колес, используемых для движения. Распределение веса в основном зависит от расположения и размера двигателя. Обычная практика передних двигателей использует устойчивость, которая легче достигается при такой компоновке. Однако разработка алюминиевых двигателей и новых производственных процессов позволили разместить двигатель сзади без ущерба для устойчивости.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Автомобильные кузова часто классифицируют по количеству дверей, расположению сидений и конструкции крыши. Крыши автомобилей традиционно поддерживаются стойками с каждой стороны кузова. Модели с откидным верхом с убирающимся тканевым верхом полагаются на стойку сбоку от ветрового стекла для прочности верхней части кузова, поскольку трансформируемые механизмы и стеклянные поверхности по существу не являются структурными. Площадь остекления увеличена для улучшения обзора и по эстетическим соображениям.

Из-за высокой стоимости новых заводских инструментов производителям нецелесообразно выпускать каждый год абсолютно новые конструкции. Совершенно новые конструкции обычно разрабатывались в течение трех-шестилетних циклов, при этом в течение цикла вносились, как правило, незначительные усовершенствования. В прошлом для создания совершенно новой конструкции требовалось до четырех лет планирования и покупки нового инструмента. Компьютерное проектирование (CAD), тестирование с использованием компьютерного моделирования и методы автоматизированного производства (CAM) теперь могут использоваться для сокращения этого времени на 50 и более процентов. См. Станок: Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM).

Автомобильные кузова обычно изготавливаются из листовой стали. Сталь легируют различными элементами, чтобы улучшить ее способность образовывать более глубокие углубления без образования складок или разрывов на производственных прессах. Сталь используется из-за ее общедоступности, низкой стоимости и хорошей обрабатываемости. Однако для некоторых применений из-за их особых свойств используются другие материалы, такие как алюминий, стекловолокно и пластик, армированный углеродным волокном. Полиамидные, полиэфирные, полистирольные, полипропиленовые и этиленовые пластики были разработаны для повышения прочности, устойчивости к вмятинам и сопротивления хрупкой деформации. Эти материалы используются для панелей кузова. Инструмент для пластиковых компонентов обычно стоит меньше и требует меньше времени на разработку, чем для стальных компонентов, и, следовательно, конструкторы могут менять его с меньшими затратами.

Для защиты кузовов от агрессивных элементов и сохранения их прочности и внешнего вида используются специальные процессы грунтовки и окраски. Тела сначала погружают в чистящие ванны для удаления масла и других посторонних веществ. Затем они проходят последовательность циклов погружения и распыления. Широко используются эмаль и акриловый лак. Электроосаждение распыляемой краски, процесс, при котором аэрозоль краски получает электростатический заряд, а затем притягивается к поверхности высоким напряжением, помогает обеспечить равномерное нанесение слоя и покрытие труднодоступных мест. Печи с конвейерными линиями используются для ускорения процесса сушки на заводе. Оцинкованная сталь с защитным цинковым покрытием и коррозионностойкая нержавеющая сталь используются в местах кузова, наиболее подверженных коррозии.

Материалы для изготовления автомобильных кузовов и шасси

Pooyan Nayyeri

University of Semnan

[email protected]

1. Abstract

Выбор материалов для автомобиля — это первый и самый важный фактор при проектировании автомобиля. Существует множество материалов, которые можно использовать в автомобильном кузове и шасси, но главной проблемой здесь является цель дизайна. Наиболее важными критериями, которым должен соответствовать материал, являются легкий вес, экономическая эффективность, безопасность, возможность вторичной переработки и соображения жизненного цикла. Некоторые из этих критериев являются результатом законодательства и нормативных актов, а некоторые являются требованиями клиентов. Однако некоторые из этих критериев могут противоречить друг другу, поэтому здесь в дело вступает оптимизация.

В начале мы начнем с объяснения каждого критерия, а затем продолжим знакомить с несколькими материалами и где их можно использовать.

1. Требования к материалам в автомобилестроении

2.1 Малый вес

Поскольку большое внимание уделяется сокращению выбросов парниковых газов, сокращению выбросов и повышению эффективности использования топлива, этот критерий является наиболее важным для автомобильной компании. Легкие материалы могут повысить эффективность использования топлива больше, чем другие факторы. Эксперименты показывают, что снижение веса на 10 процентов может привести к снижению расхода топлива на 6-8 процентов. Снижение веса можно получить тремя способами:

• Замена материалов с высоким удельным весом материалами с меньшей плотностью без снижения жесткости и долговечности. Например, замена стали алюминием, магнием, композитами и пеноматериалами.
• Оптимизация конструкции несущих элементов и внешних креплений с целью снижения их веса без потери жесткости или функциональности.
• Оптимизация производственного процесса, например сокращение количества точечной сварки и замена новых методов соединения.

Но единственным основным препятствием в применении легких материалов является их высокая стоимость. Тем не менее, снижение веса по-прежнему является наиболее экономичным способом снижения расхода топлива. Снижение веса по сравнению с увеличением цены за счет замены стали на алюминий или магний для некоторых деталей показано в Таблице 1.

Таблица.1

2.2 Экономическая эффективность

Одним из наиболее важных потребительских факторов в автомобильной промышленности является стоимость, которая определяет возможность выбора нового материала для компонента автомобиля. Стоимость включает три компонента: фактическую стоимость сырья, добавленную стоимость производства и стоимость разработки и тестирования продукта.

Алюминиевые и магниевые сплавы, безусловно, дороже, чем используемые в настоящее время сталь и чугуны. Поскольку стоимость может быть выше, решение о выборе легких металлов должно быть обосновано на основе улучшенной функциональности. Между тем высокая стоимость является одним из основных препятствий в использовании композиционных материалов.

2.3 Безопасность

Способность поглощать энергию удара и оставаться в живых для пассажиров называется «ударопрочностью» конструкции транспортного средства. Сначала следует рассмотреть два понятия в автомобильной промышленности: ударопрочность и сопротивление проникновению. В более точном определении ударопрочности это потенциал поглощения энергии через контролируемые режимы и механизмы отказа. Однако сопротивление проникновению связано с полным поглощением без возможности проникновения снаряда или осколка.

2.4 Переработка

Наиболее важными проблемами в таких отраслях, как автомобилестроение, являются «защита ресурсов», «сокращение выбросов CO2» и «переработка». В Европейском Союзе и азиатских странах существуют некоторые рекомендации по этому вопросу. В то время как Соединенные Штаты не издавали никаких правил, касающихся требований по окончании срока службы автомобилей.

Например, в Великобритании около двух миллионов автомобилей ежегодно выходят из строя, и эти автомобили считаются опасными отходами до тех пор, пока они не будут полностью переработаны. Когда потребитель решает больше не использовать транспортное средство, доступны следующие варианты:

1. Продать весь автомобиль другому пользователю.
2. Разобрать автомобиль.
3. Восстановите автомобиль.
4. Утилизировать автомобиль на материалы.
5. Выбросить автомобиль на свалку.

1. Материалы

3.1 Сталь

Основными факторами при выборе материала специально для корпуса является широкий спектр характеристик, таких как термическая, химическая или механическая стойкость, простота изготовления и долговечность. Так что, если мы хотим выбрать материал с такими характеристиками, первым выбором будет сталь. За последние пару десятилетий в области чугуна и стали было сделано много разработок, которые сделали сталь более легкой, прочной, жесткой и улучшили другие эксплуатационные характеристики. Области применения включают не только кузова транспортных средств, но и двигатель, шасси, колеса и многие другие детали. Железо и сталь являются важнейшими элементами конструкции подавляющего большинства транспортных средств и являются дешевыми материалами.

В последние несколько лет наблюдается устойчивый рост использования высокопрочных сталей, называемых высокопрочными низколегированными сталями. Эти материалы легли в основу Ultralight Steel Auto Body (ULSAB). Кузов автомобиля ULSAB продемонстрировал снижение массы на 19% в конструкции кузова, которая обладала превосходной прочностью и конструктивными характеристиками. Сопоставимое снижение массы и другие преимущества были достигнуты для дверей, капотов, крышек багажников и хэтчбеков.

Основной причиной использования стали в конструкции кузова является присущая ей способность поглощать энергию удара в случае аварии.

3.2 Алюминий

Алюминий широко используется в автомобильных силовых агрегатах, шасси и кузовах. Использование алюминия потенциально может снизить вес кузова автомобиля. Низкая плотность и высокая удельная энергопоглощающая способность, а также хорошая удельная прочность являются наиболее важными свойствами.

Алюминий также устойчив к коррозии. Но из-за его низкого модуля упругости он не может заменить стальные детали, и поэтому эти детали необходимо перепроектировать для достижения той же механической прочности, но все же алюминий обеспечивает снижение веса.

Использование алюминия в автомобильной промышленности за последние годы выросло. В автомобильной трансмиссии алюминиевые отливки используются почти для 100% поршней, около 75% головок цилиндров, 85% впускных коллекторов и трансмиссии. Что касается шасси, алюминиевые отливки используются примерно для 40% колес, а также для кронштейнов, компонентов тормозной системы, подвески, компонентов рулевого управления и панелей защиты. Алюминий используется для изготовления кузовных конструкций, крышек и внешних приспособлений, таких как поперечины, двери или капоты.

Последние разработки показали, что за счет замены стали алюминием можно добиться снижения веса до 50 % для кузова белого цвета (BIW). Это может привести к снижению общей массы автомобиля на 20-30%.

Стоимость алюминия и стабильность цен являются самым большим препятствием для его применения.

3.3 Магний

Магний — еще один легкий металл, который все чаще используется в автомобилестроении. Он на 33% легче алюминия и на 75% легче компонентов из стали/чугуна. Компоненты из магния имеют множество недостатков механических/физических свойств, которые требуют уникальной конструкции для применения в автомобильной продукции. Хотя его предел текучести при растяжении примерно одинаков, магний имеет более низкий предел прочности при растяжении, усталостную прочность и сопротивление ползучести по сравнению с алюминием. Модуль и твердость сплавов магния ниже, чем у алюминия, а коэффициент теплового расширения выше.

Магниевые сплавы имеют явные преимущества перед алюминием, включая лучшую технологичность, более длительный срок службы матрицы и более быстрое затвердевание. Также компоненты магния имеют более высокую обрабатываемость.

Из-за слишком низкой механической прочности чистый магний необходимо сплавлять с другими элементами. Наиболее распространенными легирующими элементами для применения при комнатной температуре является группа Mg-Al-Zn, содержащая алюминий, марганец и цинк.

3.4 Современные композитные материалы

Композиты, армированные волокном, предлагают широкий спектр преимуществ для автомобильной промышленности. У него есть потенциал для снижения веса, обеспечиваемый их низкой плотностью. Конструкции компонентов могут быть такими, что волокна лежат в направлении основных напряжений, а количество используемого волокна достаточно, чтобы выдержать напряжение, что оптимизирует использование материалов.

3.5 Эпоксидный композит из углеродного волокна

В последнее время большинство компаний, производящих гоночные автомобили, гораздо больше полагаются на композиты, будь то пластиковые композиты, кевлар и, что наиболее важно, эпоксидный состав из углеродного волокна. Это связано с тем, что композитные конструкции отличаются высокой прочностью и малым весом. Наиболее распространенными материалами, используемыми для гоночных автомобилей, являются углерод (графит), кевлар и стекловолокно. Эпоксидные композиты были первым выбором в автомобильной промышленности Формулы-1 и других гоночных автомобилей.

3.6 Композиты из стекловолокна

Стекловолокно в основном используется для производства спортивных автомобилей, включая автомобили Формулы-1. Он легче стали и алюминия, легко формуется и устойчив к ржавчине. И более важным фактором является то, что это дешево производить в небольших количествах.

Ссылки

1. Новые тенденции и разработки в автомобильной промышленности, глава 20, Элахех Гассеми

2. Легкие высокоэффективные материалы для конструкций кузова автомобиля, д-р Хоссейн Саидпур

Как делают автомобильные шасси – Torque Guru

Шасси воплощает в себе автомобиль, демонстрируя свою аэродинамическую форму, скрывая при этом уродливые узлы и другие компоненты.

В процессе производства изготавливается шасси автомобиля. Шасси автомобиля изготавливается путем соединения нескольких металлических секций с балками с помощью сварки (точечной/TIG или WIG). Для более мягких изогнутых секций используются более легкие гибкие металлы, такие как алюминий. Вот почему у Tesla Truck, сделанного из прочной и твердой нержавеющей стали, есть острые черты.

Шасси необходимо хорошо обслуживать, так как многие свойства и детали зависят от шасси. Вибрация и шум в больших транспортных средствах являются серьезной проблемой, поэтому конструкторы транспортных средств должны учитывать все эти проблемы.

Целью шасси является обеспечение устойчивости от различных сил. Рамная конструкция является цельнокузовной для большинства коммерческих и легковых автомобилей. Кроме того, шасси должно вмещать раму, тормоза, колеса и рулевое управление, поэтому для сохранения жесткости необходимы современные инженерные возможности для проектирования и производства шасси. В этой статье мы обсудим как изготавливаются автомобильные шасси .

Информация о шасси, которую вы должны знать Вы должны понимать конструкцию шасси, потому что это важная часть автомобиля, и вы должны иметь о ней некоторые знания.

Что такое шасси

Это основная рама вашего автомобиля. Иногда это только рама, но чаще всего она содержит трансмиссии, колеса и даже передние сиденья. Ваш автомобиль не будет иметь конструкции, если он не включает шасси. Шасси фактически представляет собой холст, на котором размещается окончательная конструкция автомобиля. Шасси изготавливают из углеродистой стали, но в настоящее время для производства легких и недорогих автомобилей используют алюминий.

Корпус на раме

В автомобилях используются два типа рам шасси. Один из них с кузовом на раме, оригинальный и используется в более тяжелых транспортных средствах, таких как грузовики. Это называется кузовом на раме, потому что кузов автомобиля находится на верхней части рамы. Они не действуют как единое целое, и они отделены друг от друга. В случае аварии кузов на раме легко ремонтируется и модифицируется. Этот тип шасси затруднял управление и управление транспортными средствами.

Цельное шасси

Из названия ясно, что кузов и шасси представляют собой единое целое, и оба служат основой автомобиля. Этот тип шасси используется для более легких транспортных средств. Такое шасси облегчало вождение и управление автомобилем. Эти рамы легче, чем кузов на раме; поэтому они экономичны по расходу топлива. Проблема с шасси Unibody заключается в том, что корпус и рама действуют как единое целое, поэтому ремонтировать их сложно и дорого. При обширных повреждениях при аварии ремонт такого шасси становится невозможным.

Обслуживание шасси автомобиля

Необходимо обслуживание шасси автомобиля. Итак, ходовую часть вашего автомобиля необходимо осмотреть и смазать через полгода. Вы можете выполнить это действие самостоятельно или доставить свой автомобиль к ближайшему дилеру или в механическую мастерскую для обслуживания. Когда подвеска начинает скрипеть, это свидетельствует о том, что смазки недостаточно, и с этим нужно немедленно бороться.

Так как шасси является нижней частью вашего автомобиля, его нужно часто чистить, потому что оно забивается грязью и грязью? Содержание шасси в чистоте может улучшить ходовые качества и срок службы автомобиля. Вы можете легко выполнить очистку дома с помощью воды, губки и масла, если это необходимо. Причем, чтобы они не ржавели, покрасьте выбранные участки.

Конструкция шасси

Конструкция шасси должна быть долговечной, надежной и прочной. Инженеры, разрабатывающие и производящие шасси, должны обладать навыками оптимизации размера и веса шасси. Для прототипа лучше использовать программное обеспечение SolidWorks для моделирования. Рама шасси должна быть протестирована после проектирования, поэтому проверьте ее жесткость и устойчивость.

Выбор материала для шасси и производственного процесса 

Выбор материала имеет решающее значение для учета эксплуатационных свойств. В настоящее время доступны разновидности сплавов с различной термообработкой, свойствами и производственными возможностями. Современные автомобили содержат сплавы стали и меди. Для изготовления шасси используется углеродистая сталь, а также алюминиевые сплавы из-за их легкости.

Шасси состоит из нескольких стальных секций I, C и U. Различные операции, такие как складывание, прокатка и прессование, выполняются для включения различных элементов шасси. Гибка и прессование также являются важными этапами производства шасси.

Следующим этапом производства шасси является сварка. Сварка обеспечивает высокую прочность, однородность и жесткость шасси. Для достижения всех характеристик используются комбинации TIG и MIG. Наконец, для предотвращения коррозии, износа, повреждений, повышения твердости и обработки поверхности выполняются. Кроме того, также выполняются процессы гальваники и покрытия.

Что нужно знать о конструкции автомобиля

Первым и важным этапом производства автомобиля является проектирование. При проектировании следует учитывать все элементы, такие как безопасность, эстетика, комфорт, стоимость и производство. Проектирование автомобиля — это многоэтапный процесс, поэтому он должен быть гибким, чтобы можно было вносить изменения при возникновении проблемы. Важно правильно определить двигатель, подвеску, систему трансмиссии, рулевое управление и безопасность, а также основные задачи.

Шумовые вибрации и резкость также важны для клиентов.

No related posts.