Что такое ось на машине

Что такое ось ходовой части автомобиля?

Ось ходовой части автомобиля – это зафиксированный на основании кузова прямой вал, на который устанавливаются колеса и/или шестерни зубчатых передач. Колесо и зубчатые передачи могут оснащаться встроенным в них подшипником или втулкой. Подшипник или втулка встраиваются в центр колеса и шестерен, что позволяет осуществлять их вращение без оказания силы трения на саму ось. Цель использования оси заключается в удержании колес или шестерен в заданном им по отношению к другим колесам или шестерням месте.

Любое колесное транспортное средство имеет ось. Каждый раз, «переобуваясь» с летней резины на зимнюю и обратно, вы сталкиваетесь с этой самой осью, снимая и устанавливая на нее колесо. Без использования оси, колеса просто на просто не могли бы оставаться в положенном им месте, а сила и масса автомобиля просто раздавили бы их.

В автомобиле ось ходовой части принимает на себя нагрузки, образующиеся при торможении и ускорении транспортного средства, а также несет массу самого автомобиля. Ось формирует центр конструкционной прочности автомобиля и берет на себя всю самую тяжелую нагрузку, защищая и облегчая работу колес и других соединений автомобиля. В современном автомобиле ось принимает непосредственное участие при езде, разгоне, торможении и рулевом управлении транспортным средством. Чтобы соответствовать постоянно возрастающим требованиям, с течением времени конструкция оси изменялась, обеспечивая автомобилю должную опору.

Кинематическая цепь автомобиля, это механизм преобразования энергии двигателя в силы, вращающие ось. Это вращение, в свою очередь, передается на колеса, при помощи которых и движется автомобиль. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, то под действием силы трения вращение оси замедляется, и, соответственно, замедляется скорость вращения колес. Руль крепится на ось рулевого управления, которая через соединение с осью передних колес контролирует направление их вращения.

В автомобилях применяется три вида осей: прямая, усиленная и сдвоенная ось. В прямой оси используется один вал, параллельно соединяющий два колеса. Каждое колесо крепится на своей стороне оси. Скорость и направление вращения колеса определяются осью. Преимущество такой конструкции заключается в фиксации колес в заданном месторасположении и равномерном распределении больших нагрузок.

В случае с усиленной осью, у каждого колеса имеется свой вал. Цель такой конструкции заключается в том, чтобы помимо фиксации колеса в заданном месторасположении, колеса могли вращаться независимо друг от друга. Такой тип оси обычно используется в пассажирских легковых автомобилях с повышенной проходимостью. Если же речь идет о сдвоенной оси, то имеется ввиду конструкция, где несколько осей расположены на относительно близком расстоянии друг от друга. Целью использования такой конструкции является увеличение грузоподъёмности автомобиля, и чаще всего она применяется в тяжелых грузовых автомобилях.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Терминология

Оси автомобиля

Мосты являются неотъемлемой частью большинства практичных колесных транспортных средств. В системе подвески ведущей оси оси служат для передачи крутящего момента на колесо, а также для поддержания положения колес относительно друг друга и относительно кузова транспортного средства. Оси в этой системе также должны выдерживать вес транспортного средства вместе с любым грузом. Не ведущая ось, такая как ось передней балки в тяжелых грузовиках и некоторых полноприводных легких грузовиках и фургонах, не будет иметь вала и будет служить только в качестве компонента подвески и рулевого управления. И наоборот, у многих переднеприводных автомобилей цельный мост задней балки.

Конструктивные особенности и дизайн

В конструкциях с разъемной осью колесо с каждой стороны прикреплено к отдельному валу. Современные легковые автомобили имеют раздельные ведущие мосты. В некоторых конструкциях это позволяет независимую подвеску левого и правого колес и, следовательно, более плавную езду. Даже когда подвеска не является независимой, разделенные оси позволяют использовать дифференциал, позволяя приводить левые и правые ведущие колеса с разной скоростью при повороте автомобиля, улучшая тягу и продлевая срок службы шин.

Оси обычно изготавливаются из стали марки SAE 41xx или стали марки SAE 10xx. Сталь марки SAE 41xx широко известна как « хромомолибденовая сталь » (или «хромомолибденовая»), а сталь марки SAE 10xx известна как « углеродистая сталь ». Основное различие между ними заключается в том, что хромомолибденовая сталь значительно более устойчива к изгибу и разрушению, и ее очень трудно сваривать инструментами, которые обычно можно найти за пределами профессионального сварочного цеха.

Ведущая ось

Некоторые простые конструкции транспортных средств, такие как картинги для отдыха, могут иметь одно ведущее колесо, где ведущая ось представляет собой разделенную ось, только с одним из двух валов, приводимых в движение двигателем, или же оба колеса соединены с одним валом без дифференциала. (картинг). Впрочем, и у других картингов два задних ведущих колеса тоже.

Подъемная ось

Некоторые самосвалы и прицепы могут быть сконфигурированы с подъемной осью (также известный как эрлифта оси или падения оси ), которая может быть механически повышена или понижена. Ось опускается, чтобы увеличить грузоподъемность или распределить вес груза на большее количество колес, например, чтобы пересечь мост с ограниченным весом. Когда в этом нет необходимости, ось поднимается над землей, чтобы уменьшить износ шин и оси, а также увеличить тягу остальных колес. Поднятие оси также уменьшает поперечное трение дополнительной оси при очень крутых поворотах, позволяя автомобилю легче поворачиваться. В некоторых случаях для того, чтобы автомобиль вообще совершил поворот, необходимо снять давление с дополнительной оси.

Некоторые производители предлагают эрлифт с компьютерным управлением, так что мертвые оси автоматически опускаются, когда главная ось достигает своего предела веса. При необходимости мертвые оси все еще можно поднять нажатием кнопки для лучшей маневренности.

Подъемные мосты использовались в начале 1940-х годов. Изначально ось поднималась механическим устройством. Вскоре на смену механической подъемной системе пришла гидравлика. Одним из первых производителей был Zetterbergs, расположенный в Остерволе, Швеция. Их бренд был Zeta-lyften.

Полностью плавающий против полуплавающий

Оси, запрессованные в шариковые или конические роликовые подшипники, которые, в свою очередь, удерживаются в / на корпусах оси с помощью фланцев, болтов и гаек, не «плавают» и создают осевые нагрузки на подшипники, корпуса и только короткую часть самого вала. который также несет все радиальные нагрузки.

Полностью плавающая конструкция обычно используется в большинстве легких грузовиков 3/4 и 1 тонны, грузовиков средней грузоподъемности и тяжелых грузовиков. Есть несколько исключений, например, многие автомобили Land-Rover и гонки американских серийных автомобилей с начала 1960-х годов. Весь узел может выдерживать больший вес, чем узел полуплавающей или неплавающей оси, поскольку ступицы имеют два подшипника, установленных на фиксированном шпинделе. Полностью плавающую ось можно определить по выступающей ступице, к которой болтами прикреплен фланец полуоси.

Полуплавающая ось обычно используется на задних полутонных и более легких грузовиках с колесной формулой 4×4. Эта установка позволяет полуоси быть средством движения, а также выдерживать вес транспортного средства. Основное различие между полноплавающей и полуплавающей осью заключается в количестве подшипников. Полуплавающая ось имеет только один подшипник, в то время как полностью плавающий узел имеет подшипники как внутри, так и снаружи ступицы колеса. Другое отличие касается снятия оси. Чтобы снять полуплавающую ось, сначала нужно снять колесо; если такая ось сломается, скорее всего, колесо вылетит из автомобиля. Полуплавающая конструкция встречается у большинства 1/2 тонных и более легких грузовиков, внедорожников и легковых автомобилей с задним приводом, как правило, меньших или менее дорогих моделей.

Преимущество полностью плавающей оси заключается в том, что даже если ось (используемый для передачи крутящего момента или мощности) сломается, колесо не оторвется, что предотвращает серьезные аварии.

Источник

Оси автомобиля

Рама со всеми укрепленными на ней агрегатами и механизмами опирается через рессоры на оси автомобиля. Оси автомобиля через рессоры воспринимают и передают на колеса вес самого автомобиля и вес нагрузки в его кузове, а от колес на раму — толкающие и тормозные усилия.

Передними осями автомобилей со всеми ведущими колесами служат балки ведущих мостов, на цапфах поворотных кулаков которых устанавливаются на подшипниках ступицы колес.

У автомобилей, не имеющих ведущего моста, передняя ось представляет собой стальную балку 7 двутаврового сечения.

Рис. Передняя ось автомобиля КрАЗ-219: 1 — контргайка; 2 — стопорное кольцо; 3 — замочное кольцо; 4 — гайка затяжки переднего подшипника ступицы; 5 — сальник; 6 — поворотный кулак; 7 — балка оси; 8 — площадка для крепления рессоры; 9 и 13 — бронзовые втулки; 10 и 15 — масленки; 11 — гайка шкворня; 12 — шкворень; 14 — упорный шарикоподшипник; 16 и 17 — роликоподшипники ступицы; 18 — ступица колеса; 19 — шип поворотной цапфы; 20 — крышка

К балке жестко крепятся рессоры, при помощи которых она соединена с рамой. Концы балки обрабатываются, и на них при помощи стальных шкворней 12 устанавливаются вильчатые поворотные кулаки 6, которые могут свободно поворачиваться вокруг шкворней в горизонтальной плоскости. Шкворни в обработанных концах оси в большинстве случаев крепятся клиньями с гайками. В некоторых конструкциях средняя часть шкворня и отверстие для шкворня в балке делаются конусными, а шкворень, имеющий на одном конце резьбу, при помощи гайки 11 наглухо затягивается. При этом в верхнее ушко вилки поворотного кулака устанавливается распорная втулка, обеспечивающая свободное вращение поворотного кулака на шкворне. Для уменьшения трения шкворня в ушки вилки поворотного кулака запрессовываются латунные или бронзовые втулки 9 и 13, к которым через масленки 10 и 15 подводится смазка.

Для облегчения поворота колес между осью и нижней вилкой кулака на шкворне ставится упорный шарикоподшипник 14.

Поворотный кулак имеет шип 19, на конце которого нарезана резьба. На этот шип на двух роликоподшипниках 16 и 17 устанавливается и крепится гайкой 4 ступица 18 колеса. Гайка надежно стрцорится шплинтом или замочным кольцом 3 и контргайкой 1 со стрпорным кольцом 2. Во внутреннюю полость ступицы закладывается смазка для подшипников. Вытекание смазки из ступицы при ее нагреве предотвращается сальником 5 и защитным колпаком или крышкой 20.

На автомобилях со всеми ведущими колесами передней осью служит балка переднего ведущего моста. Поворотные кулаки колес в этом случае соединяются шкворнями 12 с шаровой опорой 9, которая своим фланцем при помощи болтов крепится к фланцу кожуха полуоси. Поворотный кулак с закрепленными на нем шкворнями поворачивается во втулках 25.

Внутренняя полость корпуса поворотного кулака заполняется маслом до уровня контрольного отверстия, закрываемого пробкой на резьбе или масленкой. Для предотвращения вытекания масла на корпусе поворотного кулака установлен сальник 11. К корпусу поворотного кулака крепятся поворотные рычаги.

Задней осью всех автомобилей является балка заднего моста, на кожухах полуосей которой устанавлцраются на конических роликоподшипниках ступицы с колесами.

Источник

Что такое ось ходовой части автомобиля?

В технических характеристиках автомобилей указывается такой параметр как колесная база. Он влияет на проходимость машины и удобство пассажиров. Это важная характеристика, которую следует учитывать при выборе транспортного средства.

Что это?

Колесная база – это расстояние между передней и задней осью автомобиля. Иначе ее называют межосевой длиной машины. Не стоит путать данный параметр с клиренсом – дорожным просветом между самой нижней точкой кузова и дорогой.

В зависимости от колесной базы определяется класс ТС:

У грузовых машин расстояние между осями больше, составляет около 8000 мм.

Различают длинную и короткую колесную базу автомобиля, что влияет на управляемость, маневренность и комфорт. У каждого вида есть преимущества и недостатки.

Шасси грузовых автомобилей

Практически всегда грузовики строятся на шасси с рамой лестничного типа. Два массивных лонжерона вдоль автомобиля, обычно переменного сечения, обеспечивают независимое размещение кабины с двигателем и грузовой платформы или сцепного устройства для полуприцепа.

Для тяжёлого грузовика именно такой подход очень важен. В кузове, а здесь это означает именно грузовую платформу, размещается очень большая масса, погасить колебания которой с помощью только подвески невозможно.

Плоская рама же обеспечивает гибкость и податливость, груз обретает некоторую свободу и его перемещения в такт неровностям дороги не достигают разрушающих нагрузок. Сама же рама выполнена из упругой стали, восстанавливающей свою исходную форму после снятия напряжения.

Кроме того, рамная конструкция позволяет выполнить шасси грузовика функционально завершённой конструкцией. На нём располагаются двигатель, трансмиссия, подвески и тормоза.

Остаётся навесить на раму любой кузов из предусмотренной линейки, будь то бортовой грузовик, фургон, цистерна или седельный магистральный тягач.

Так же достаточно легко решаются вопросы с изменением количества мостов, размеров, типов кабин и дополнительного оборудования. Модульность конструкции позволяет снизить себестоимость автомобилей.

Вплоть до поставки голых шасси специализированным фирмам для постройки уникальных автомобилей в единичном производстве.

Длинная колесная база

База автомобиля влияет на многие характеристики машины. И принято считать, что чем больше расстояние между осями, тем лучше маневренность и управляемость. На самом деле, длинная колесная база встречается преимущественно в автомобилях премиум-класса.

Основное преимущество большого расстояния между осями – комфортные условия для пассажиров. Расстояние между сидениями довольно большое, поэтому не приходится упираться коленями в кресла. Такие машины особенно удобны для людей с высоким ростом.

Длинная база автомобиля обеспечивает плавный ход, на неровных участках дорожного полотна машина не подскакивает и проезжает препятствия достаточно легко. Можно смело сказать, что комфортно в таких автомобилях не только пассажирам, но и водителям.

Еще одно преимущество – легкость разгона, меньше вероятности ухода в занос при резком повороте. Объясняется эта особенность тем, что в таких машинах требуется меньшее перераспределение веса, обеспечивающее устойчивое положение на дороге.

Большинство автомобилей с удлиненной колесной базой имеют передний привод. А это определяет еще одно важное преимущество – легкость обслуживания. Ремонт таких машин обходится дешевле, чем заднеприводных.

Короткая колесная база

Несмотря на многочисленные преимущества длинной базы, автомобили с небольшим расстоянием между осями пользуются большим спросом. Объясняется это многочисленными преимуществами таких машин:

Большинство современных городских кроссоверов и внедорожников имеют оптимальное соотношение короткой колесной базы и общей длины кузова. Это определяет большинство преимуществ: удобство для пассажиров, хорошая управляемость и маневренность.

Виды основных углов установки колес автомобиля

Развал колес

Развал колес (англ. camber) — это угол, образованный средней плоскостью колеса и вертикалью, проходящей через точку пересечения средней плоскости колеса и опорной поверхности. Различают положительный и отрицательный развал:

Положительный и отрицательный углы развала колес
Конструктивно camber формируется положением ступичного узла и обеспечивает максимальную площадь пятна контакта шины с дорогой. В случае двухрычажной независимой подвески положение ступицы определяется верхним и нижним поперечными рычагами. В подвеске типа МакФерсон на формирование угла развала влияет нижний рычаг и амортизационная стойка.

Отклонение значений угла развала от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

Слишком большой положительный угол:

Схождение колес

Cхождение колес (англ. toe) — угол между продольной осью автомобиля и плоскостью вращения колеса. Может быть также определено как разность расстояний между передними и задними бортами ободов колес (на рисунке это значение А минус В). Таким образом, схождение может измеряться в градусах либо миллиметрах.

Схождение колес автомобиля

Различают суммарное и индивидуальное схождение. Индивидуальное схождение рассчитывается отдельно для каждого колеса. Это отклонение плоскости его вращения от продольной оси симметрии автомобиля. Суммарное схождение рассчитывается как сумма индивидуальных углов схождения левого и правого колес одной оси. Аналогично определяется суммарное схождение в миллиметрах. При положительном схождении (англ. toe-in) колеса взаимно повернуты внутрь по направлению движения, при отрицательном значении (англ. toe-out) – наружу.

Положительное и отрицательное схождение колес

Отклонение значений угла схождения от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

Слишком большой положительный угол:

Поперечный угол наклона оси поворота колеса

Поперечный угол наклона оси поворота (англ. KPI) — угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности. Благодаря данному параметру при повороте управляемых колес кузов автомобиля приподнимается, вследствие чего возникают силы, стремящиеся вернуть колесо в прямолинейное положение. Таким образом, KPI оказывает значительное влияние на стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении. Разность величин углов поперечного наклона правой и левой осей может приводить к уводу автомобиля в сторону с большим наклоном. Данный эффект может проявляться и при соответствии нормальным значениям остальных углов установки колес.

Угол продольного наклона оси поворота колеса

Продольный угол наклона оси поворота (англ. caster) — угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности в продольной плоскости автомобиля. Различают положительный и отрицательный углы продольного наклона оси поворота колеса.

Положительный caster способствует возникновению дополнительной динамической стабилизации автомобиля при движении на средней и высокой скорости. При этом ухудшается поворачиваемость на малой скорости.

Плечо обкатки

Помимо вышеперечисленных параметров, для передней оси имеет большое значение еще одна характеристика — плечо обкатки. Это расстояние между точкой, образованной пересечением оси симметрии колеса и опорной поверхности, и точкой пересечения линии поперечного наклона оси поворота и опорной поверхности. Плечо обкатки положительное, если точка пересечения поверхности и ось поворота колеса лежат справа от оси симметрии колеса (нулевого плеча), и отрицательное, если располагается слева от него. Если эти точки совпадают — то плечо обкатки нулевое.

Значение плеча обкатки

Данный параметр влияет на стабилизацию и поворачиваемость колеса. Оптимальным значением для современных автомобилей является нулевое либо положительное плечо обкатки. Знак плеча обкатки определяется развалом, поперечным наклоном оси поворота колеса и вылетом колёсного диска.

Автопроизводители не рекомендуют устанавливать колесные диски с нестандартным вылетом, т.к. это может повлечь изменение заданного плеча обкатки на отрицательное значение. Это может серьезно повлиять на устойчивость и управляемость автомобиля.

Что лучше: длинная или короткая база?

Раньше считалось, что колесная база определяет большинство эксплуатационных характеристик автомобиля. И при определении расстояния между осями для будущей машины учитывались характеристики автомобилей у конкурентов. Чтобы опередить других производителей, инженеры увеличивали межосевое расстояние на несколько миллиметров. И только при детальном изучении поведения машины на дороге удалось выяснить, что на управляемость и маневренность влияет совокупность параметров: клиренс, длина кузова и колесной базы.

Нельзя сказать определенно, при какой базе автомобиль лучше едет и справляется с дорожными препятствиями. Учитывать следует особенности эксплуатации транспорта и личные предпочтения. Так, если вы любите поездки на длинные расстояния по трассам и бездорожью, то выбирайте автомобиль с длинной базой. Аналогичный выбор стоит сделать при выборе машины представительского класса и с целью перевозки пассажиров.

Для езды в черте города, когда важна маневренность на узких улицах, подходят автомобили с короткой базой. Если при этом нужна комфортабельность для пассажиров, то предпочтение стоит отдать модели с длинным кузовом.

Что касается стоимости, то в бюджетном и премиум-классе есть представители обоих видов. При этом длинная база – не показатель престижа. Например, у Газелей и фургонов тоже широкое расстояние между осями, но это не относит их к элитной линейке ТС.

Расчёт перегруза

Осевая нагрузка – это нагрузка от массы ТС, которая передаётся на плоскость через колёса. Степень распределения массы неравномерная, на переднюю ось она всегда меньше. Точные показатели даёт только взвешивание, а непрофессиональные расчёты грешат показателями, требующими дальнейших уточнений. Допустимую нагрузку на ось грузового автомобиля часто считают с погрешностью.

Масса автомобиля складывается из массы нагрузки на передние и задние оси.

Это наглядно иллюстрируют два простых примера:

Для каждой марки машины существуют свои показатели, но сохраняется вышеописанная тенденция – нагрузка на заднюю часть шасси всегда выше. Передние держат лишь кабину и двигатель, на задние давит перевозимый груз.

Все автогрузы разделены на 2 большие группы:

Видно, что нагрузка на ось – ключевой весовой параметр автомобиля, который учитывается при его конструировании и использовании.

Стоит рассмотреть алгоритм расчёта нагрузок на оси грузовых автомобилей в России на примере тягача с 3 осями и аналогичного прицепа. Пусть загружен для перевозки груз 20 т.

Необходимо узнать, как будет распределяться нагрузка между шестью осями:

Получается некоторое приближённое представление о давлении груза на оси автомобиля: 4,4 + 6,8 + 6,8 + 8 + 8 (тонны). Так считаются (примерные) допустимые нагрузки на ось.

Понятно, что приведённый расчёт – условный, точные цифры покажут только дорожные пункты взвешивания. Но даже такой простой пример позволит подстраховаться и не допустить перегруза.

Можно ли самостоятельно увеличить межосевое расстояние

Теоретически можно изменить ширину между осями. Но на практике сделать это довольно сложно и дорого. Внесение изменений в базовые характеристики машины чревато негативными последствиями:

Важно помнить, что внесение изменений в характеристики машины незаконно без предварительного согласования с ГИБДД. За это можно получить административное наказание и требование о возврате первоначальных параметров. Поэтому изменять колесную базу не стоит – от этого больше минусов, чем плюсов.

Источник