Что такое неразрезной мост в автомобиле
Мосты легковых и грузовых автомобилей: классификация, устройство и назначение
Мосты автомобилей — агрегаты колёсных или гусеничных машин, связывающий колеса на одной оси и воспринимающий все виды нагрузок (вертикальные, продольные и поперечные), существующих между колёсами и подвеской. Крепится к раме автомобиля или несущему кузову с помощью подвески, решая задачи соединения колес с кузовом, передачи крутящего момента (актуально в случае если мост ведущий) и тормозных усилий. При разработке мостов важной инженерной задачей является сохранение надежности конструкции при минимальной массе агрегата.
Мосты различаются по назначению, конструкции, виду подвески и количеству колес. В зависимости от конкретного транспортного средства и необходимых задач по эксплуатационным характеристикам подбирается тот или иной вид моста для легковой или грузовой машины.
Виды мостов по назначению
По назначению мосты делятся на: ведущие, управляемые, комбинированные, поддерживающие и проходные.
Ведущие
Ведущий мост соединяет между собой колеса ведущий оси, обеспечивая передачу крутящего момента от двигателя, а следовательно содержит в себе механизмы, необходимые для выполнения этой задачи: главную передачу, дифференциал, полуоси, колёсные ступицы. У автомобилей, привод в которых осуществляется гидравликой или электричеством, некоторые вышеперечисленные элементы не применяются, вместо них используются мотор-колёса.
Ведущий мост грузовика
Ведущий мост может располагаться спереди, сзади, либо одновременно и там и там (последнее чаще встречается у машин повышенной проходимости). Он выполняет следующие функции:
Устройство ведущего моста грузового автомобиля:
1 — ступица; 2 — тормозной барабан; 3 — сапун; 4 — зубчатое колесо главной передачи; 5 — картер главной передачи; 6 — шпилька крепления картера главной передачи; 7 — балка моста; 8, 10 — полуоси; 9 — дифференциал; 11 — тормозная камера; 12 — подшипники ступицы.
Управляемые
Управляемый мост содержит в себе механизмы рулевого управления, обеспечивая маневренность транспортного средства, и соединяет колеса управляемой оси. Управляемый мост может быть расположен спереди или сзади, у многоосных транспортных средств таких мостов может быть несколько. В основном управляемый мост располагается спереди за исключением специальной техники вроде зерноуборочных комбайнов, погрузчиков, автомобилей коммунальных служб — у них он располагается сзади.
Основой управляемого моста может служить как балка/поперечина, так и подрамник. У большинства легковых автомобилей (чаще всего они переднеприводные) спереди установлен управляемый ведущий мост или, если говорить корректными терминами, так называемый комбинированный мост.
Устройство управляемого неразрезного моста грузовика «ГАЗ»:
Наиболее часто встречающиеся типы передних управляемых мостов:
Комбинированные
Комбинированный мост сочетает в себе функции ведущего и управляемого мостов. Наиболее распространена такая компоновка в легковых переднеприводных автомобилях. В комбинированном мосте есть главная передача и дифференциал, а привод реализован с помощью карданной передачи с карданными шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). Внутренние шарниры отвечают за подвижность узла по вертикали, наружные — при повороте колеса.
Пример комбинированного моста — привод управляемых колес переднеприводного автомобиля марки «ВАЗ», где главная передача и дифференциал выполнены в едином с коробкой передач корпусе.
а — общий вид;
б — детали наружного шарнира;
в — привод правого переднего колеса;
1, 3 — наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы)
2, 4 — приводные валы;
5 — корпус шарнира;
6 — сепаратор шарнира;
7 — обойма шарнира;
8 — шарики шарнира;
9 — упорное кольцо привода;
10, 13 — хомуты пыльников;
11 — стопорное кольцо;
12 — пыльник.
Поддерживающие
Поддерживающий мост — прямая балка, на концах которой расположены колесные ступицы с подшипниками. Мост такой конфигурации передает только вертикальные нагрузки и тормозные усилия к колесам автомобиля. Поддерживающий мост часто используется на задней оси переднеприводных автомобилей и за счет простоты своей конструкции считается наиболее надежным вариантом задней подвески.
Также поддерживающие мосты нашли свое применение в тяжелых прицепах и полуприцепах, где они устанавливаются для повышения общей грузоподъемности за счет распределения на них вертикальной нагрузки.
Пример поддерживающего (заднего) моста автомобиля марки ВАЗ:
Проходные
Проходной мост — разновидность ведущего моста, который передает часть крутящего момента на следующий ведущий мост (обычно задний) с помощью проходного вала главной передачи. Используется только на многоосных автомобилях с несколькими ведущими мостами.
Проходной мост КАМАЗ
Виды мостов по расположению
По расположению автомобильные мосты делят на передние, задние, промежуточные и подкатные.
Передние
Передний мост связывает колеса передней по ходу движения оси транспортного средства и служит опорой для передней части автомобиля. В зависимости от типа транспортного средства передние мосты могут быть управляемыми (классическая компоновка), ведущими (в передне- и полноприводной технике), управляемыми и ведущими одновременно (в передне- и полноприводных автомобилях, технике повышенной проходимости) и не управляемыми и не ведущими одновременно (в сельскохозяйственных и коммунальных машинах).
Передний мост автомобилей УАЗ (Спайсер)
Задние
Задний мост связывает колеса задней по ходу движения оси транспортного средства и служит опорой для задней части автомобиля. Задние мосты могут быть ведущими (классическая компоновка), управляемыми (например, у вилочных погрузчиков), ведущими и управляемыми одновременно (у сельскохозяйственных, коммунальных и других специальных машин) и не ведущими и не управляемыми одновременно (у переднеприводной техники).
Задний ведущий мост BMW 7 Series
Промежуточные
Промежуточный мост — любой мост, не являющийся передним или задним по своему расположению. В двухосных автомобилях понятия промежуточного моста не существует. Промежуточные мосты у многоосных автомобилей могут быть как ведущими и/или управляемыми, так и просто выполнять поддерживающую функцию, аккумулируя на себе часть нагрузки.
Подкатные
Подкатной мост — отсоединяемый от прицепа или полуприцепа мост, который используется для транспортировки особо тяжелых грузов и обычно выполняет функцию поддерживающего моста.
Виды мостов по конструкции
Конструктивно мосты проектируются в виде полнотелой поперечины или пустотелой балки.
а — поперечина;
б — неразъемная балка;
в — разъемная балка;
1, 4 — рукава полуосей;
2, 3 — части картера моста.
С поперечиной
Мосты с поперечиной изготавливаются в виде двутавра переменного сечения из металлического бруса методом ковки. Часто поперечину по ошибке называют балкой. Обычно центральная часть поперечины двутаврового сечения изогнута вниз с целью более низкого расположения агрегатов (например, двигателя).
С балкой
Мосты с балкой пустотелые с целью размещения внутри балки элементов привода ведущей оси. Существуют мосты с разъемной и неразъемной балкой. Последние имеют значительно более высокую жесткость, поэтому применяются в тяжелой технике. Мосты с разъемной балкой предназначены для легковых автомобилей и грузовиков с небольшой грузоподъемностью,
Задний неразъемный ведущий мост грузовика Mercedes-Benz Actros
Также мосты с балкой отличаются по технологии изготовления. В основном применяются штампованные и литые балки.
Виды мостов по типу подвески
По виду подвески мосты делятся на неразрезные и разрезные.
а — неразрезной мост;
б — разрезной мост.
Неразрезные
Неразрезной мост — в таком исполнении колеса автомобиля жестко связаны друг с другом посредством балки. Изменение положения одного колеса, например, при проезде неровностей, напрямую влияет на положение другого колеса на этой же оси.
Разрезные
Разрезной мост — в этом случае колеса автомобиля связаны с балкой моста через подвеску. Изменение положения одного колеса, например, при проезде неровностей, не влияет на положение другого колеса на этой же оси.
Виды мостов по числу колес
Автомобильные мосты также разделяют по количеству колес на оси. Бывают мосты с одинарными и сдвоенными колесами.
Карьерный самосвал NHL NTE330 — спереди мост с одинарными колесами, сзади со сдвоенными
Одинарные
Мост с одинарными колесами — автомобильный мост, на ступицах которого находится по одному колесу. Применяется на легковых автомобилях, легком коммерческом транспорте, спереди на грузовой технике. Это самый распространенный вид мостов.
Сдвоенные
Мост со сдвоенными колесами — автомобильный мост (обычно задний), на ступицах которого находится по паре колес. Иногда спаренные колеса называют «спаркой». Применяется в грузовиках, карьерных самосвалах и различной тяжелой технике.
На этой ноте краткое описание и устройство автомобильных мостов мы заканчиваем. Возможно, вам также будет интересно почитать наш материал про такой элемент подвески как стойки стабилизатора.
Назначение системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания состоит в отводе тепла от нагретых деталей мотора с помощью охлажденной среды (жидкости, газа Далее.
Специальная разметка в виде сплошных полос наносится на дорожное полотно для разделения потоков движения, обозначения края проезжей части и выделенных Далее.
Если требуется недорогой способ передвижения по местности, где нет дорог, обычно вспоминают о Lada Niva (нынче Niva Legend, а ранее Далее.
Думаете, что знаете о подвеске все? А вот и нет
Каждое вертикальное перемещение одного колеса сопровождается как минимум наклоном другого. В этом и проявляется зависимость. В подвеске независимой такой связи нет, правое колесо может перемещаться вверх-вниз совершенно без связи с левым и наоборот, потому что каждое из колес соединяется с кузовом, рамой или подрамником индивидуальными рычагами. Виды подвесок различают еще и по тому, какой упругий элемент применяется. Это могут быть рессоры, пружины, торсионы и пневмобаллоны. Наиболее распространенный вариант – пружины. Современная пружина неоднородна, имеет более покладистую часть, мягко гасящую небольшие неровности на ровной дороге, и жесткий участок, работающий при сильных сжатиях. Пружины подходят для легковых автомобилей, у которых разница между пустой и груженой машиной не столь велика.
Простой заменитель пружины – пневмобаллон. Благодаря близкой к пружине цилиндрической форме его установка в машину столь же проста. Пневмоподвеску можно адаптировать по жесткости к любой нагрузке благодаря тому, что давление в баллонах легко менять.
Другое применение пневмоподвески – изменение высоты пневмобаллонов, а вместе с ними и дорожного просвета. Многие люксовые внедорожники — скажем, Range Rover, Mercedes-Benz ML, Audi Q7 – умеют приседать на скорости и вставать на цыпочки на бездорожье, а некоторые могут почти лечь на брюхо для удобства посадки-высадки.
Минусы – сложность конструкции пневмосистемы и уязвимость самих баллонов, которые трудно сделать устойчивыми к воздействию абразива – песка и мелких камушков. Впрочем, современная пневматика у тех же Range Rover гораздо надежнее той, что заслужила печальную славу модели лет десять назад.
ПРОСТОЕ ЖЕЛЕЗО
Еще один способ получить неубиваемую, выносливую и предельно простую подвеску – поставить рессоры. Они хороши там, где неприхотливость должна сочетаться с большими нагрузками – как весовыми, так и от плохой дороги. Подобную подвеску применяют на задней оси подавляющего большинства пикапов, что и позволяет использовать их как мини-грузовики.
Но рессора – палка о двух концах и в прямом, и в переносном смысле. Главный недостаток – высокая жесткость и связанный с ней дискомфорт для пассажиров – перекрывается выгодой от конструктивной простоты. Рессора сочетает в себе оба компонента подвески – связь, передающую продольные, поперечные и вертикальные нагрузки от колес на кузов, и упругий элемент. Но и платит рессорная подвеска за свою высокую прочность дубовостью и внезапными «взбрыками».
НА СКРУЧИВАНИЕ
Торсионная подвеска попала на автомобили прямиком с армейской техники. Работающий на скручивание упругий элемент компактен, что позволяет уместить его в небольшом пространстве – например, вдоль рамы, как это сделано спереди у Toyota LC 200. Торсионы не уступают в выносливости рессорам, однако связаны с необходимостью применения очень прочной рамы или подрамника, хорошо противостоящих местным нагрузкам на скручивание. Вот тут мы подошли к еще одной характеристике подвесок, далеко не очевидной, но оказывающей решающее значение на выбор упругого элемента.
ДАЙТЕ МНЕ ТОЧКУ ОПОРЫ…
Дело в том, что подвески по-разному концентрируют на кузове нагрузки от собственной работы, и потому организация силовых элементов в каждом случае должна быть своя.
Обычные пружины, как и пневмоэлементы, располагают, как правило, рядом с колесом или над ним. В кузове для них должна присутствовать опорная поверхность в виде перевернутого «стакана». Вокруг него – многочисленные усилители от моторного щита, передних стоек дверей, брызговиков. «Стакан» буквально имплантирован в кузов и передает нагрузки многим его частям.
А ведь помимо пружин нужно еще и дать место для крепления рычагов подвески или подрамника. Поэтому кузов автомобиля с такой подвеской рассчитывается с учетом местной прочности вокруг «стакана», которая распределяется различными связями вплоть до крыши. Проще говоря, пружинная и пневмоподвеска часто содружествуют с несущими кузовами – именно благодаря их развитой силовой конструкции, позволяющей передавать разнообразные нагрузки на все без исключения элементы.
Совсем другое дело – рессоры. Для ее крепления достаточно прямой балки под кузовом, на которой соберутся все нагрузки. Сам кузов при этом освобожден от дополнительных растяжек и укосин.
Ровно так же работают и торсионы. И для них прямой кусок рамы – лучший вариант крепления. Отсюда практически повальное применение рессор и торсионов как элементов, не требующих несущего кузова, в машинах с рамой или мощными полурамами.
ДРУЖБА ДРУЖБОЙ, А ТАПКИ ВРОЗЬ
Теперь взглянем на подвеску под другим углом и разберемся с зависимостью или независимостью колес в ней.
Зависимой мы называем подвеску с парой колес, жестко соединенной одной осью. Главные плюсы такой подвески – высокая прочность и очевидная простота постройки. Минус – нарушение пятна контакта одного из колес оси ведет к неминуемому нарушению и у другого. Это критично для управляемости на высокой скорости.
Но там, где главное не скорость, а прочность, выносливость, проходимость и способность победить препятствие любой ценой, мост незаменим. Именно поэтому самые вездеходные из автомобилей довольствуются неразрезными мостами не только сзади, но и спереди. И потому же быстрая поездка на них по асфальту не приносит радости. Тяжелые и хорошо артикулирующие на бездорожье мосты на асфальтовой глади начинают излишне «играть», отклоняя автомобиль от желаемой траектории.
ЛЕГКИМ ПО ТЯЖЕЛОМУ
Если врезать как следует пинг-понговым мячиком по бильярдному шару, последний скорее всего не шелохнется. Если сменить мячик на другой бильярдный шар, вся энергия передастся стоящему. Так же обстоит дело с влиянием колес автомобиля и всего, что к ним приделано, на кузов. Тяжелый мост с парой больших колес передаст на кузов и на ваше сиденье профиль колдобины со стопроцентной точностью, тогда как элемент подвески полегче «съест» неровность, а несравнимо более тяжелый кузов качнется немного. Кузов при этом зовется подрессоренной массой, а мосты с колесами, напрямую контактирующие с дорогой, – неподрессоренной. Общий принцип таков, что подрессоренная масса (кузов) должна быть несоизмеримо тяжелее неподрессоренной, а путь к автомобилю-перине лишь один: суммарный вес колес и мостов должен быть пренебрежимо мал в сравнении с весом кузова-мотора-пассажиров.
Мост столь тяжел потому, что он, как и рессора, «един в двух лицах» – и силовая балка, прочно соединяющая правое колесо с левым, и вместилище части трансмиссии от кардана к колесам, включая самый массивный ее элемент – главную передачу с дифференциалом.
РАЗДЕЛИТЬ ФУНКЦИИ
Разъединением двух составляющих и озаботились инженеры спортивных авто начала ХХ века. Появилась рычажная подвеска – самая разнообразная с точки зрения конструктивного исполнения. Рычаг может быть один, но бывает и 2, 3, 4, и даже 5 рычагов на каждое колесо. Такие элементы обычно имеют название «связей», по их числу типы рычажных подвесок и именуются. Самый простой вариант – с парными треугольными рычагами (сверху и снизу) – можно смело отнести к классическим конструкциям, имеющим максимальную прочность и удовлетворительные геометрические характеристики. Так устроена передняя подвеска «Нивы», Nissan Terrano II или огромного Infiniti QX56.
Но с ростом динамики требования к тонкостям настройки подвески оказались еще выше. Половинки передних рычагов разъединили, их стало по четыре на колесо (передняя подвеска Audi Allroad). Многорычажную подвеску спереди и сзади использует и Mercedes-Benz ML. И все ради правильного наклона ведущих колес в напряженном повороте. Минус многорычажки – большое количество элементов и громоздкость.
КАЧАЮЩАЯСЯ СВЕЧА И ЭЛАСТОКИНЕМАТИКА
Убрать наиболее мешающиеся – верхние — рычаги, заменив их опорой в виде качающейся амортизаторно-пружинной стойки, получилось у фордовского инженера Эрла Стили МакФерсона еще в 1948 году. Главный плюс его подвески – дешевизна и простота технологической сборки. При огромном выигрыше в неподрессоренной массе МакФерсон умеренно отслеживает неровности пути и не бьет по карману владельца. 100% сегодняшних автомобилей с поперечным силовым агрегатом спереди имеют такую подвеску.
Еще один эластичный элемент подвески – стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий правые и левые колеса упругой связью и догружающий внутреннее (обычно разгруженное) колесо в крутом повороте. Препятствующий вывешиванию одного колеса (и стало быть, ограничивающий артикуляцию) стабилизатор у Toyota Land Cruiser 200 имеет разобщающие левые и правые половинки муфты с электроуправлением.
Итак, несколько простых подвесочных рецептов для автомобилей различных ниш мы наметили:
– массовые городские кроссоверы бюджетного ценового сегмента почти всегда имеют McPherson спереди и многорычажку сзади;
– полноценные кроссоверы подороже получают в придачу многорычажку спереди, часть их меняет пружины на пневмобаллоны;
– классика тяжелого бездорожья и не менее классические пикапы сохранили как минимум задний неразрезной мост с рессорами, а некоторые автомобили, хотя и избавились от рессор в пользу пружин, сохранили оба жестких моста (LR Defender, Mercedes-Benz G-класса, «УАЗ»).
Мосты автомобиля, классификация
Мосты автомобиля объединяют несущую систем транспортного средства с колесами, играют роль промежуточного звена между кузовной частью и двигателем.
Они отличаются по конструкции, расположению, назначению, типу подвески и иным признакам. Ниже рассмотрим назначение таких механизмов, приведем их классификацию, поговорим о требованиях к ним и функциональных особенностях редукторов.
Назначение мостов
Мост автомобиля — комплекс узлов, предназначенных для удерживания рамы и кузовной части, а также передачи момента на колеса, а далее на рамную часть транспортного средства. По сути, это металлические балки с дополнительными механизмами или без них. Мосты принимают на себя:
Главное отличие моста состоит в наличии балки, которая связывает колеса на одной оси. Число таких узлов на одном транспортном средстве может быть от одного и более.
Но есть машины, в которых вообще отсутствует мост, когда колеса связываются друг с другом и ходовой частью с помощью элементов, не формирующих самостоятельную конструкцию. В таких обстоятельствах речь идет только о подвеске.
Требования к мостам
К автомобильным мостам предъявляется ряд требований, ориентированных на безопасность применения транспортного средства.
В основным стоит отнести:
Особые требования могут предъявляться и к определенным типам механизмов. К примеру, для ведущего моста автомобиля это передача крутящего момента к колесам и его увеличение, передача инерции кузова к колесам и т. д.
Классификация мостов
При изучении мостов автомобиля важно учесть их классификацию по базовым критериям: назначение, расположение, конструкция и тип подвески. Рассмотрим каждый из видов подробнее.
По назначению
Рассматриваемые механизмы отличаются по назначению и бывают следующих типов:
По расположению
В классификации мостов транспортного средства необходимо учитывать и их расположение. Здесь доступно несколько вариантов:
По конструкции
При рассмотрении мостов необходимо учитывать и их конструктивные особенности. Здесь выделяется два варианта:
Мосты с балкой отличаются и по технологии. Они бывают:
По типу подвески
Конструктивно все мосты автомобиля делятся и по типу подвески. Они бывают:
Функции редуктора моста
Одним из главных элементов переднего или заднего моста — редуктор, который берет на себя момент вращения от коленчатого вала двигателя, снижает его и передает дальше элементам трансмиссии. В частности, промежуточную функцию выполняет межосевой дифференциал, распределяющий момент на ведущие колеса в конкретном соотношении.
В зависимости от места установки выделяется передний и задний редуктор. Так, в машинах с передним приводом используется редуктор соответствующего моста, встроенный в КПП. В автомобилях с задним приводом этот элемент стоит сзади транспортного средства. В ТС с полным приводом используется 2-редукторная схема.
В частности, передний находится в коробке передач, а задний — на оси. Оба узла соединяются друг с другом с помощью кардана.
В зависимости от соединения зубцов шестеренок выделяется четыре типа редукторов:
Главным параметром редуктора является передаточное число, по которому можно судить об отношении угловых скоростей ведущего / ведомого валов. Устройства с высоким параметром ставятся на грузовики с высокой массой. Такие авто перемещаются с небольшой скоростью, но способны перевозить большие грузы. Аппараты с низким передаточным числом ставятся на авто с небольшим весом, что позволяет перемещаться с большей скоростью.
Передаточное число определяется по числу зацеплений ведущей и ведомой шестеренок. К примеру, параметр 5.1 говорит о том, что при одном обороте ведущая шестерня будет контактировать с ведомой 5,1 раз.
Важность моста автомобиля сложно переоценить, ведь этот агрегат связывает правое / левое колесо оси, принимает на себя основные усилия и через подвеску направляет их на несущую конструкцию. Главной особенностью узла является его гибкость и большое количество исполнений в зависимости от назначения, грузоподъемности и других особенностей транспорта.