Рама автомобиля — это совокупность узлов и механизмов, основное назначение которых — перемещение автомобиля для поглощения вибраций, колебаний и других факторов, негативно влияющих на комфорт.
Элементы шасси соединяют кузов и колеса автомобиля, снижают вибрации, поглощают и передают приложенные силы.
Во время движения транспортного средства пассажиры испытывают различные виды вибраций
- Медленно — с широким,.
- Быстро — с минимальными колебаниями.
Сиденья, резиновые опоры (коробка передач и двигатель) и другие «смягчители» действуют как «амортизаторы» для быстрых вибраций.
От второго типа (медленные вибрации) защищены компоненты силовой установки автомобиля (узлы подвески, шины и т.д.).
Конструктивно рама автомобиля включает в себя.
- Подвеска (задняя и передняя),.
- Шины, и
- колеса.
Функции и характеристики отдельных компонентов более подробно описаны ниже.
Подвеска автомобиля
Основная задача подвески автомобиля — подавление и снижение вибраций, возникающих при ударе или наезде автомобиля на углубление. Действие суспензии эффективно подавляет эти явления.
Тело совершает различные виды колебаний — поперечные — угловые, продольные, угловые и вертикальные. Их характеристики определяют общую плавность хода автомобиля для пассажиров в салоне и водителя.
Особое внимание следует обратить на тип соединения колес с кузовом.
Каждый, кто хотя бы раз в жизни ездил в деревянной телеге, испытал на себе «прелесть» езды по ухабистым дорогам.
Это можно легко объяснить, поскольку колеса этого средства передвижения прочно стоят на «базе», а выбоины и колдобины передаются «пассажирам».
По телевизору можно увидеть фотографии колясок, которые буквально разваливаются при увеличении скорости.
Причина этого — жесткость, которая оказывает огромное давление на компоненты рамы.
Чтобы продлить срок службы современных автомобилей и повысить комфорт «наездника», кузов и колеса не соединены жестко.
Это можно легко увидеть, слегка приподняв автомобиль над землей и потянув за колеса. Колеса двигаются свободно и слегка болтаются.
Это связано с особым типом крепления с использованием специальных пружин и рычагов.
Группа механизмов, обеспечивающих «гибкое» соединение, относится к подвеске.
Его компоненты (пружины и рычаги) изготовлены из металла и обладают определенной прочностью.
Однако при сборке автомобиля существуют определенные поля, которые позволяют колесам двигаться относительно кузова на определенных уровнях.
Более конкретно, гарантируется свобода движения тела относительно колес, движущихся по дороге.
Подвеска является компонентом силовой установки автомобиля и может быть двух типов
- Независимая — тип подвески, в которой колеса оси не связаны жестко и меняют положение независимо друг от друга. Это означает, что при ударе одно колесо реагирует на повреждение, а другое остается в прежнем положении.
- Подвеска Подвеска — это тип подвески, при котором колеса оси жестко закреплены, т.е. соединены со специальной балкой. Когда автомобиль попадает на выбоины или холмы, оба колеса меняют положение под одинаковым углом.
Недостатки жесткого монтажа очевидны. Почти каждая неровность дороги передается на кузов автомобиля, а затем на пассажиров.
Только шины являются спасателями и принимают на себя «удары». Благодаря такой конструкции тело становится прочнее и движется с большим ускорением.
Вибрации, вызванные неровностями дороги, можно наиболее эффективно гасить, добавляя в конструкцию рамы упругие элементы (пружины или рессоры).
Недостатком является то, что автомобиль начинает вибрировать, а сама вибрация продолжается в течение длительного времени. В результате автомобиль становится менее управляемым и опасным для вождения.
Автомобили с таким типом подвески раскачиваются во всех направлениях, что увеличивает риск «повреждения». Это может произойти при совпадении двух факторов: вибрации от дорожного покрытия и воздействия на подвеску вследствие длительной вибрации.
Сегодня компоненты подвески становятся все более «умными». Конструкция подвески включает в себя шины, а также демпфирующее устройство (амортизатор).
Назначение последнего — контролировать действие пружин и поглощать излишние вибрации.
После удара пружины сжимаются, а в процессе расширения амортизаторы автомобиля поглощают большую часть энергии.
Пружины не могут выдвигаться за пределы своей первоначальной длины. В результате процесс колебаний ограничен — в среднем 0,5-1,5 цикла.
Элементы ходовой части, обеспечивающие качественный контакт с покрытием
Существует общее мнение, что качество контакта с дорогой зависит только от шины, покрышки и демпфирующих элементов (амортизаторов, пружин).
На практике не менее важны дополнительные элементы каркаса, которые взаимодействуют друг с другом и с кинематикой водителя.
Например, для обеспечения надлежащего уровня безопасности и комфорта в зазоре между кузовом и дорогой необходимо разместить следующие элементы
- Шины — это первое устройство, которое восприняло негативное воздействие дорожных углублений и «развития». Благодаря своей постоянной эластичности шины снижают вибрации и служат индикатором состояния подвески. Неравномерное трение указывает на то, что компоненты ходовой части функционируют неправильно (т.е. сопротивление подвески автомобиля снижено).
- Компоненты подвески (рессоры, навитые пружины) — это устройства, функция которых заключается в поддержании кузова автомобиля на определенном уровне и сохранении хорошей связи между автомобилем и дорожным покрытием. Постоянное использование этих изделий приводит к постепенному разрушению металла и его «усталости» из-за регулярных перегрузок. Это приводит к снижению комфортабельности автомобиля. Меняется расстояние автомобиля от земли, симметрия груза, колесная формула и другие параметры. Важно понимать, что именно пружины, а не амортизаторы, поддерживают вес автомобиля. Если минимальный дорожный просвет уменьшился и автомобиль «висит» без нагрузки, пришло время установить новые пружины.
- Руководящие элементы. Эти элементы рамы включают систему поворотов, пружин и рычагов, которые обеспечивают кинематику взаимодействия между телом и колесом. Основная функция компонентов заключается в поддержании одинакового уровня вращения колес при движении вверх и вниз. Другими словами, последние должны находиться под углом 90 градусов к дороге и в примерно одинаковом положении. Ухудшение геометрии рулевого механизма делает автомобиль менее предсказуемым на дороге, протектор шин изнашивается быстрее, а срок службы амортизаторов и других компонентов подвески сокращается.
- Вспомогательные аксессуары для шин автомобиля. К ним относятся соединения резины с металлом, часто называемые компрессионными регуляторами. Их функция заключается в подавлении вибраций и ВЧ колебаний, вызванных взаимодействием металлических частей рамы. Наличие этих элементов способствует долговечности компонентов подвески автомобиля, т.е. амортизаторов. Поэтому очень важно проверять состояние резинометаллических деталей, соединяющих подвеску. Чем лучше работает резиновая основа, тем дольше срок службы амортизатора.
- Антипробуксовочные балки — это компоненты шасси, предназначенные для улучшения управляемости и уменьшения крена автомобиля при прохождении поворотов. При резких маневрах одна сторона автомобиля прижимается к дороге, а другая удаляется от нее. Роль ДПС заключается в предотвращении такого разделения и обеспечении того, чтобы «разделенная» сторона автомобиля была полностью вытолкнута на дорогу. Кроме того, в случае столкновения SPU втягивается, позволяя колесам быстро вернуться в исходное положение.
- Демпфирующие элементы (амортизаторы) — это каркасные конструкции, которые гасят движения кузова, вызванные столкновениями с дорожным покрытием и инерционными силами. Амортизаторы также уменьшают колебания неконтролируемых элементов, связанных с кузовом (например, балки, оси, шины, ступицы). В результате улучшается качество контакта между колесами и дорожным покрытием.
Были рассмотрены основные компоненты силовой установки автомобиля, которые отличаются по конструкции от модели к модели, но в конечном итоге имеют главную цель — обеспечить комфортную и безопасную эксплуатацию автомобиля.