Автопрактикум. Часть 3. Ходовая часть и механизмы управления большегрузных автомобилей: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

С внутренней стороны ступицы к фланцу прикреплён болтами с гайками тормозной барабан 9. На наружных фланцах ступиц имеются отверстия для запрессовки в них шпилек, на которые устанавливаются диски управляемых колёс автомобиля.

Передний мост грузовых автомобилей КамАЗ (рисунок 4.18) неразрезной. В бобышках стальной балки 17 двутаврового сечения стопорными клиньями 14 закреплены шкворни 19, на которых установлены поворотные цапфы 5.

Рисунок 4.18 – Передний управляемый мост автомобилей КамАЗ

1 – колесо; 2 – гайка; 3,4 – шайбы; 5 – цапфа; 6 – крышка; 7 – контргайка; 8,10,15 – подшипники; 9 – ступица; 11 – тормозной барабан; 12, 16 – рычаги; 13, 18 – тяги; 14 – стопорный клин; 17 – балка; 19 – шкворень; 20 – манжета; 21 – тормозной механизм

Цапфы свободно поворачиваются вокруг шкворней на бронзовых втулках, запрессованных в ушки цапф, и на упорных подшипниках 15, находящихся между цапфами и балкой моста. К фланцам поворотных цапф прикреплены тормозные механизмы 21 колёс. В ушках цапф закреплены рычаги 16 для крепления поперечной рулевой тяги 18 и поворотный рычаг 12 в левой цапфе для крепления продольной рулевой тяги 13. На поворотных цапфах на роликовых конических подшипниках 8 и 10 установлены ступицы 9 с тормозными барабанами и управляемыми колёсами 1. Ступицы колёс на поворотных цапфах закреплены гайкой 2, замковыми шайбами 3 и 4 и контргайкой 7. Снаружи ступицы закрыты крышками 6 с прокладками, а изнутри манжетами 20.

Основной несущей деталью переднего моста автомобилей МАЗ является балка 33 (рисунок 4.19). Она изготовляется методом горячей штамповки из стали и имеет двутавровое сечение с площадками на верхней полке для крепления рессор.

С целью повышения износостойкости поверхность шкворня подвергается, закалке ТВЧ. Нижняя цилиндрическая шейка шкворня опирается на бронзовую втулку, запрессованную в ушко поворотной цапфы. Так как ушки поворотной цапфы обработаны в линию и имеют одинаковый диаметр, а диаметр верхнего конца шкворня меньше диаметра нижнего, то сверху на шкворень устанавливается стальная втулка, которая компенсирует разность в указанных диаметрах и одновременно является распорной втулкой. Втулка вместе со шкворнем поворачивается в бронзовой втулке 22 верхнего ушка поворотной цапфы.

На резьбовой конец шкворня навернута гайка, с помощью которой устраняют зазор в коническом соединении шкворня с балкой передней оси. Гайка стопорится замковой шайбой.

Между нижним ушком поворотной цапфы и балкой расположен упорный шариковый подшипник 31. Балка опирается на этот подшипник через опорную шайбу 25, прилегающую к нему плоской стороной, а к балке – сферической поверхностью, что обеспечивает правильную самоустановку подшипника. При таком соединении балки передней оси с поворотной цапфой горизонтальные нагрузки воспринимаются бронзовыми; втулками, запрессованными в ушки поворотной цапфы, а вертикальные – упорным шариковым подшипником.

Рисунок 4.19 – Передняя ось со ступицей колеса

1 – колесо; 2 – бортовое кольцо; 3 – замочное кольцо; 4 – прижим; 5 – болт; 6 – тормозной барабан; 7 – диск; 8 – ступица; 9 – стопорная шайба; 10 – контргайка; 11 – поворотный кулак; 12 – замковая шайба; 13 – гайка ступицы; 14, 15 – подшипники; 16 – сальник; 17 – обод; 18 – разжимной кулак; 19 – регулировочный рычаг; 20 – шкворень; 21 – стальная втулка; 22, 29 – бронзовые втулки; 23 – регулировочные прокладки; 24 – рычаг продольной рулевой тяги; 25 – сферическая шайба; 26 – тормозная колодка; 27 – ось колодок; 28 – суппорт; 30 – рычаг поперечной рулевой тяги; 31 – подшипник шкворня; 32 – поперечная рулевая тяга; 33 – балка передней оси

Для свободного вращения при ограниченном вертикальном перемещении поворотной цапфы и связанного с ним колеса на шкворне между верхним ушком поворотной цапфы и балкой передней оси имеется зазор, который должен быть в пределах от 0,1 до 0,4 мм. Для обеспечения заданного зазора между верхним ушком поворотной цапфы и балкой установлены металлические регулировочные шайбы 23. Поворотные цапфы соединены с рулевой трапецией.

На конических роликовых подшипниках поворотной цапфы вращается ступица 8 переднего колеса. Подшипники закреплены на цапфе гайкой 13 с замковым кольцом 12 и контргайкой 10 с шайбой 9.

Ступицы колёс, отлитые из ковкого чугуна, с наружной стороны имеют шесть фигурных спиц, к которым при помощи болтов закреплены диск 7 и тормозной барабан 6.

Передний мост автомобилей КрАЗ с колёсной формулой 6х4 является управляемым. Он воспринимает от рамы вертикальную нагрузку и передает на раму продольные и поперечные силы от колёс. Устройство передней оси автомобиля КрАЗ показано на рисунке 4.20. Она состоит из балки 17 двутаврового сечения, изогнутой в средней части вниз для более низкого расположения центра тяжести автомобиля, что повышает его устойчивость.

Рисунок 4.20 – Передняя ось автомобиля КрАЗ

1 – диск колеса; 2 – ступица; 3 – гайки; 4, 5 – шайбы; 6 – крышка ступицы; 7 – контргайка; 8 – шпилька колеса; 9 – наружный подшипник; 10 – тормозной барабан; 11 – замочное кольцо; 12 – бортовое кольцо; 13 – тормозная колодка: 14 – сальник: 15 – поворотная цапфа; 16 – шкворень поворотной цапфы; 17 – балка передней оси; 18 – подшипник шкворня; 19 – левый рычаг рулевой трапеции; 20 – поперечная рулевая тяга; 21 – наконечник поперечной рулевой тяги; 22 – внутренний подшипник; 23 – тормозной диск

Балка имеет две площадки для установки рессор. На обоих концах балки высверлены конические отверстия, в которые устанавливаются шкворни 16 поворотных цапф 15. Каждый шкворень жёстко крепится в балке с помощью гайки и опирается на цапфу через упорный подшипник. На ось цапфы на двух конических роликовых подшипниках 22 устанавливается ступица 2 колеса, которая крепится на оси гайкой 3, являющейся одновременно регулировочной для подшипников. Затяжка подшипников должна обеспечивать свободное, но без заметного осевого люфта, вращение колеса. ПОДШИПНИКИ при сборке ступицы смазываются консистентной смазкой, а самоподжимной сальник 14 предотвращает её вытекание при эксплуатации автомобиля. Поворотная цапфа левого колеса верхней проушиной соединяется с продольной рулевой тягой, а нижние проушины обеих поворотных цапф соединяются между собой поперечной рулевой тягой 20.

4.3.4 Углы установки передних колёс

Автомобиль должен сохранять прямолинейное движение и возвращаться к нему после поворота. Нельзя допускать скольжение шин по дороге, так как это приводит к их быстрому изнашиванию. Для выполнения этих требований передние колёса и шкворни поворотных цапф управляемых мостов устанавливают под определёнными углами. Конструкция переднего моста обеспечивает развал и схождение передних колёс, а также поперечный (боковой) и продольный углы наклона шкворней.

Угол развала колёс (рисунок 4.21, а) определяется углом α, образуемым плоскостью вращения колеса с вертикальной плоскостью. Он обеспечивается углом наклона поворотных цапф вниз и считается положительным, если верхняя часть колеса отклонена наружу от вертикальной плоскости. Угол развала различен у разных моделей автомобилей и составляет от 0° до 2°.

Угол развала необходим для обеспечения перпендикулярного расположения колёс к поверхности дороги при движении автомобиля. Кроме того, при установке колёс с углом развала сила реакции дороги в основном передается на внутренний подшипник ступицы колеса, выполняемый обычно большего размера, чем внутренний.

Рисунок 4.21 – Углы установки управляемых колёс

Схождение колёс, (рисунок 4.21, в) необходимо для того, чтобы обеспечить их параллельное качение. При движении автомобиля из-за установки колёс с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колёс на угол от 0,5° до 1° от вертикальной плоскости автомобиля. При этом колёса стремятся катиться по расходящимся дугам. Для устранения этого явления применяют схождение колёс, при котором расстояние В между колёсами впереди делают несколько меньше, чем рас стояние Г между колёсами сзади. В результате схождения колёс они катятся параллельно и строго в продольной плоскости автомобиля, что устраняет боковое скольжение колёс по дороге и уменьшает изнашивание шин. Так как угол схождения колёс не превышает 1°, поэтому на практике схождение определяют как разность расстояний В и Г, которые измеряют между ободьями колёс или боковинами шин на высоте их осей. Схождение колёс зависит от угла развала и составляет от 2 до 12 мм. Поперечный наклон шкворня определяется углом β (рисунок 4.21, а), образуемым осью шкворня с вертикальной плоскостью, параллельной продольной плоскости автомобиля, иными словами, верхний конец шкворня наклонен внутрь к середине балки моста. Такой наклон шкворня совместно с углом развала колёс уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси шкворня с дорогой и точкой центра контакта шины, т. е. уменьшается плечо А момента, который необходимо приложить при повороте колёс автомобиля, следовательно, облегчается управление автомобилем. Кроме того, при повороте колёс вокруг шкворней с поперечным наклоном передняя часть автомобиля несколько приподнимается и при выходе его из поворота под действием силы тяжести стремится опуститься, обеспечивая возвращение колёс в исходное положение, как только исчезнет сила, удерживающая колёса в положении поворота. Эти углы сравнительно велики и находятся в пределах от 6° до 10°.

Продольный наклон шкворня (рисунок 4.21, б) определяется углом γ, образуемым вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси автомобиля, и осью шкворня. При этом ось шкворня пересекается с дорогой на расстоянии Б от центра контакта шины. Это расстояние является плечом боковой силы, возникающей при повороте, в результате чего создается стабилизирующий момент, который стремится повернуть колесо вокруг шкворня и вернуть его в исходное положение. Этим обеспечивается лучшая устойчивость и стабилизация управляемых колёс при прямолинейном движении автомобиля. Угол продольного наклона шкворня обычно находится в пределах от 2,5°до 3,5°. Однако стабилизация управляемых колёс зависит также от эластичности шин. Чем эластичнее шины, тем больше их деформация и момент, стремящийся повернуть колесо в нейтральное положение. Поэтому у автомобилей с шинами повышенной эластичности продольный наклон шкворня не превышает 1°.

4.4 Подвеска большегрузных автомобилей