Ось, что это такое, оси автомобиля

Ось, что это такое, оси автомобиля

Для облегчения поворота цапф с колесами между осью и нижней частью вилки поворотного кулака на шкворне установлен упорный подшипник.

На цапфе на двух конических роликоподшипниках установлена ступица. К фланцу ступицы прикреплено колесо, на ободе которого монтируется пневматическая шина. Подшипники регулируют и закрепляют на цапфе гайкой, которую надежно стопорят. Снаружи гайка закрыта колпаком. В ступицу закладывают смазку. Чтобы смазка не вытекала, в ступице поставлен сальник.

У автомобилей высокой проходимости передней осью является балка переднего ведущего моста, к полуосевым пукавам котопого на шкворнях присоединяются корпусы с поворотными цапфами. На цапфах устанавливаются на подшипниках передние колеса, являющиеся ведущими и управляемыми.

Задней осью у двухосных автомобилей служит балка заднего ведущего моста. У грузовых автомобилей на концах полуосевых рукавов балки заднего моста на подшипниках установлены ступицы с колесами, соединенные с полуосями. У легковых автомобилей подшипники установлены внутри полуосевых рукавов и колеса крепятся к полуосям.

У трехосных автомобилей рама в задней части опирается через рессоры на тележку, состоящую из двух ведущих мостов, балки которых являются осями для установки ведущих колес.

Оси автомобиля поддерживают раму или несущий кузов вместе с подрессоренными частями, воспринимая от них вертикальные нагрузки, и передают на раму или кузов продольные, боковые нагрузки и моменты от колес. Передняя ось всегда представляет собой управляемый мост, который может быть ведущим и неведущим. Задняя ось — это почти всегда ведущий мост, по конструкции сходный с передним ведущим мостом.

Передняя ось, имеющая тип неведущего моста, может быть цельной и составной.

Передняя цельная ось состоит из балки, упруго связанной с рамой через рессоры, и двух поворотных цапф, шарнирно соединенных с концами балки с помощью шкворней (рис. 2).

Балка штампуется из стали и для повышения прочности и жесткости имеет в сечении двутавровый профиль. На ее верхней плоскости расположены площадки для установки и крепления рессор. Балка изогнута так, что ее средняя часть позволяет установить двигатель ниже, тем самым снизить центр тяжести автомобиля и улучшить обзор с места водителя. Концы балки имеют цилиндрическую форму со сквозным отверстием для шкворней.

Поворотная цапфа, штампованная из стали, имеет ось с фланцем и вилку. На две цилиндрические шейки оси устанавливаются подшипники ступицы переднего колеса, к фланцу привертывается тормозной щит колеса. В соосные отверстия верхней и нижней частей вилки запрессовываются бронзовые втулки, на которых цапфа поворачивается около шкворня. Поворот цапф и колес осуществляется посредством рычагов, закрепленных в боковых отверстиях вилки. Левая цапфа получает усилие поворота от рулевого механизма через продольную рулевую тягу и рычаг. Это усилие передается рычагом через поперечную рулевую тягу правой цапфе.

Шкворень изготовляется из стального прутка и после установки в отверстия вилки и конца балки стопорится от перемещения в отверстии балки клиновым штифтом с гайкой, Штифт и шкворень имеют лыски на цилиндрической поверхности, благодаря чему шкворень заклинивается.

Балка и ось цапфы испытывают вертикальную нагрузку силы веса автомобиля, горизонтальную нагрузку сил инерции при торможении и повороте, кроме этого балка получает скручивающую нагрузку от тормозного момента. В связи с этим балка и ось цапфы рассчитываются на прочность при изгибе, а балка — еще и при кручении. Материалом балки и цапфы служат среднеуглеродистые малолегированные стали, содержащие небольшое количество хрома.

Шкворень подвергается действию нагрузки того же характера, что и балка оси, в нем возникают напряжения, требующие расчета на прочность при изгибе, смятии и срезе. Чтобы обеспечить высокую прочность и износостойкость, шкворень изготовляется из среднеуглеродистых сталей с последующей поверхностной закалкой или из малоуглеродистых низколегированных сталей, требующих цементации и закалки.

Передняя ось автомобиля ГАЭ -53А включает в себя балку, к которой шкворнями присоединены поворотные цапфы (рис. 3).

Балка двутаврового сечения имеет две площадки с четырьмя сквозными отверстиями для стремянок крепления рессоры и глухим отверстием для головки центрального стяжного болта рессоры. На боковой поверхности балки расположены два отверстия для стопорных штифтов шкворня и два отверстия для пальцев телескопических амортизаторов.

Поворотная цапфа имеет ось для подшипников ступицы колеса. К ее фланцу шестью болтами крепится тормозной щит, в отверстия вилки цапфы запрессованы две бронзовые втулки шкворня.

Шкворень снабжен упорным подшипником, который воспринимает вертикальную нагрузку от веса автомобиля, приходящуюся на переднюю ось. Подшипник состоит из металлокера-мической (средней) шайбы и двух стальных шайб, заключенных в обойму.

Втулки шкворня смазываются солидолом через масленки, ввернутые в боковые отверстия верхней и нижней частей вилки. От нижней втулки смазка поступает по специальной канавке на шкворне к его упорному подшипнику.

После установки шкворня отверстия вилки закрываются крышками, которые ставятся на картонные уплотнительные прокладки и привертываются двумя болтами.

Между верхним торцом цилиндрического конца балки и торцом верхней части вилки должен быть зазор не более 0,15 мм. Его величина определяется толщиной регулировочной шайбы.

Поворотные рычаги устанавливаются на шпонках в конусных боковых отверстиях вилки и крепятся гайками, которые стопорятся шплинтами. Рычаги имеют регулировочные болты, которые при повороте колес в обе стороны упираются в специальные бобышки балки, ограничивая угол поворота.

Читайте также:  Схема датчика холла и принцип работы

На цилиндрические шейки цапфы устанавливаются конические роликоподшипники, запрессованные в ступицу колеса. Подшипники закреплены через упорную шайбу гайкой, которая позволяет регулировать затяжку подшипников и стопорится шплинтом. Для подшипников в ступицу закладывается смазка, и, чтобы предотвратить ее вытекание, с внутренней стороны ступи-ды ставится сальник, а с наружной — колпак.

Тормозной барабан ставится на болты ступицы и кре-ягатся к ней тремя винтами. Диск колеса надевается на эти же болты и крепится вместе с тормозным барабаном к ступице гайками.

Передняя ось автомобиля ЗИЛ -130 не имеет принципиальных отличий от оси автомобиля ГАЭ -53А, обладая некоторыми конструктивными особенностями (рис. 4).

Упорный подшипник шкворня включает в себя две шайбы: нижнюю металлокерамическую и верхнюю стальную с кольцевой прорезью для двух уплотнительных полуколец. Зазор между верхним торцом цилиндрического конца балки и торцом верхней части вилки регулируется подбором толщины двух анайб.

Подшипники ступицы закрепляются и регулируются упорней гайкой, которая стопорится замочным кольцом, замочной шайбой и контргайкой. Полость подшипников с наружной стороны закрыта через прокладку крышкой, привернутой винтами.

Тормозной барабан соединен со ступицей запрессованными болтами, обрабатываются они в сборе, поэтому разъединять их надо только при замене болтов.

Источник: stroy-technics.ru

Дифференциал межосевой: всем осям — нужный крутящий момент

В трансмиссии многоосных и полноприводных транспортных средств используется механизм для распределения крутящего момента между ведущими осями — межосевой дифференциал. Все об этом механизме, его назначении, конструкции, принципе работы, а также о ремонте и техническом обслуживании читайте в статье.

Что такое межосевой дифференциал?

Межосевой дифференциал — узел трансмиссии колесных транспортных средств с двумя и большим числом ведущих мостов; механизм, осуществляющий деление поступающего от карданного вала крутящего момента на два независимых потока, которые затем подаются на редукторы ведущих осей.

В процессе движения автомобилей и колесных машин с несколькими ведущими осями возникают ситуации, требующие вращения колес разных осей с неодинаковой скоростью. Например, в полноприводных автомобилях колеса передней, промежуточной (у многоосных ТС) и задней осей имеют неодинаковую угловую скорость при поворотах и маневрировании, при движении по дорогам с уклоном и по неровным дорожным покрытиям, и т.д. Если бы все ведущие оси имели жесткую связь, то в таких ситуациях некоторые колеса скользили бы или, напротив, буксовали, что значительно ухудшало бы эффективность преобразования крутящего момента и в целом негативно влияло бы на движение транспортного средства. Для предотвращения подобных проблем в трансмиссию автомобилей и машин с несколькими ведущими осями вводится дополнительный механизм — межосевой дифференциал.

Межосевой дифференциал выполняет несколько функций:

  • Разделение крутящего момента, поступающего от карданного вала, на два потока, каждый из которых поступает на редуктор одного ведущего моста;
  • Изменение поступающего на каждую ось крутящего момента в зависимости от действующих на колеса нагрузок и их угловых скоростей;
  • Дифференциалы с блокировкой — разделение крутящего момента на два строго равных потока для преодоления сложных участков дороги (при движении по скользкой дороге или бездорожью).

Данный механизм получил свое название от латинского differentia — разность или различие. В процессе работы дифференциал разделяет поступающий поток крутящего момента надвое, причем моменты в каждом из потоков могут значительно отличаться друг от друга (вплоть до того, что на одну ось поступает весь входящий поток, а на вторую ось — ничего), однако сумма моментов в них всегда равна поступающему моменту (или почти равна, так как часть момента теряется в самом дифференциале за счет сил трения).

Межосевые дифференциалы используются во всех автомобилях и машинах с двумя и большим числом ведущих осей. Однако расположение данного механизма может отличаться в зависимости от колесной формулы и особенностей трансмиссии автомобиля:

  • В раздаточной коробке — используется в автомобилях 4×4, 6×6 (возможны варианты как для привода только передней оси, так и для привода всех осей) и 8×8;
  • В промежуточном ведущем мосту — наиболее часто используется в автомобилях 6×4, но также встречается на четырехосных транспортных средствах.

Межосевые дифференциалы, независимо от расположения, обеспечивают возможность нормальной эксплуатации транспортного средства в любых дорожных условиях. Неисправности или выработка ресурса дифференциала негативно влияют на характеристики автомобиля, поэтому должны как можно скорее устраняться. Но прежде, чем выполнять ремонт или полную замену этого механизма, необходимо разобраться в его конструкции и работе.

Типы, устройство и принцип действия межосевого дифференциала

В различных ТС используются межосевые дифференциалы, построенные на основе планетарных механизмов. В общем случае агрегат состоит из корпуса (обычно составленного из двух чашек), внутри которого располагается крестовина с сателлитами (коническими шестернями), соединенными с двумя полуосевыми шестернями (шестернями привода ведущих мостов). Корпус посредством фланца соединен с карданным валом, от которого весь механизм получает вращение. Шестерни посредством валов соединены с ведущими шестернями главных передач своих мостов. Вся эта конструкция может размещаться в собственном картере, установленном на картере промежуточного ведущего моста, или в корпусе раздаточной коробки.

Функционирует межосевой дифференциал следующим образом. При равномерном движении автомобиля по дороге с ровным и твердым покрытием крутящий момент от карданного вала передается на корпус дифференциала и зафиксированную в нем крестовину с сателлитами. Так как сателлиты входят в зацепление с полуосевыми шестернями, то обе они тоже приходят во вращение и передают крутящий момент к своим мостам. Если по какой-либо причине колеса одного из мостов начинают затормаживаться, связанная с данным мостом полуосевая шестерня замедляет свое вращение — сателлиты начинают катиться по этой шестерне, что приводит к ускорению вращения второй полуосевой шестерни. В результате колеса второго моста приобретают увеличенную относительно колес первого моста угловую скорость — так компенсируется разность нагрузок на оси.

Читайте также:  Штатная навигационная система, что это такое?

Межосевые дифференциалы могут иметь некоторые конструктивные отличия и особенности работы. В первую очередь, все дифференциалы делятся на две группы по характеристикам распределения крутящего момента между двумя потоками:

  • Симметричные — распределяют момент равномерно между двумя потоками;
  • Несимметричные — распределяют момент неравномерно. Это достигается использованием полуосевых шестерен с различным количеством зубьев.

При этом практически все межосевые дифференциалы имеют механизм блокировки, который обеспечивает принудительную работу агрегата в режиме симметричного распределения крутящего момента. Это необходимо для преодоления сложных участков дорог, когда колеса одной оси могут отрываться от дорожного покрытия (при преодолении ям) или терять с ним сцепление (например, пробуксовывать на льду или в грязи). В таких ситуациях весь крутящий момент поступает на колеса этой оси, а колеса, имеющие нормальное сцепление с дорогой, вовсе не вращаются — автомобиль просто не может продолжать движение. Механизм блокировки принудительно распределяет крутящий момент между осями поровну, предотвращая вращение колес с разной скоростью — это позволяет преодолевать сложные участки дорог.

Блокировка может быть двух типов:

В первом случае дифференциал блокируется водителем с помощью специального механизма, во втором случае агрегат самоблокируется при наступлении определенных условий, о которых сказано ниже.

Механизм блокировки с ручным управлением обычно выполняется в виде зубчатой муфты, которая располагается на зубцах одного из валов, и может входить в зацепление с корпусом агрегата (с одной из его чаш). При перемещении муфта жестко соединяет вал и корпус дифференциала — в этом случае данные детали вращаются с одинаковой скоростью, и каждая из осей получает половину общего крутящего момента. Управление блокирующим механизмом в грузовых автомобилях чаще всего имеет пневматический привод: зубчатая муфта перемещается с помощью вилки, управляемой штоком встроенной в картер дифференциала пневматической камеры. Подача воздуха на камеру осуществляется специальным краном, управляемым соответствующим переключателем в кабине автомобиля. Во внедорожниках и другой технике без пневмосистемы управление механизмом блокировки может быть механическим (с помощью системы рычагов и тросов) или электромеханическим (с помощью электромотора).

Самоблокирующиеся дифференциалы могут иметь механизмы блокировки, отслеживающие разность крутящих моментов или разность угловых скоростей осей привода ведущих мостов. В качестве таких механизмов могут использоваться вязкостные, фрикционные или кулачковые муфты, а также дополнительные планетарные или червячные механизмы (в дифференциалах типа Torsen) и различные вспомогательные элементы. Все эти устройства допускают некоторую разность крутящих моментов на мостах, при превышении которой они блокируются. Рассматривать устройство и работу самоблокирующихся дифференциалов здесь мы не будем — сегодня существует множество реализаций данных механизмов, подробнее о них можно узнать в соответствующих источниках.

Вопросы обслуживания, ремонта и замены межосевого дифференциала

Межосевой дифференциал в процессе эксплуатации автомобиля испытывает значительные нагрузки, поэтому со временем его детали изнашиваются и могут разрушаться. С целью обеспечения нормальной работы трансмиссии данный агрегат необходимо регулярно проверять, обслуживать и ремонтировать. Обычно при регламентном ТО дифференциал разбирается и подвергается дефектовке, все изношенные детали (шестерни с изношенными или выкрошенными зубами, сальники, подшипники, детали с трещинами и т.д.) заменяются на новые. При серьезных повреждениях механизм меняется полностью.

Для продления ресурса дифференциала необходимо регулярно выполнять замену масла в нем, прочищать сапуны, проверять работу привода механизма блокировки. Все указанные работы выполняются в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства.

При регулярном обслуживании и грамотной эксплуатации межосевого дифференциала автомобиль будет уверенно чувствовать себя даже в самой сложной дорожной обстановке.

Источник: www.autoopt.ru

Как рассчитать нагрузку на ось грузового автомобиля

Автомобиль с перегрузом, неважно легковой или фура, – представляет существенную угрозу для всех участников движения. Во-первых, потому что сама машина движется нестабильно. Во-вторых, большая нагрузка на ось может привести к её внезапной поломке. В-третьих, тормозной путь такого авто более длинный, что может привести к аварии. Кроме того, превышение допустимого веса ведёт к разрушению дорожного полотна и мостовых конструкций. И за перегруз полагается административный штраф.

Поэтому в этой статье мы расскажем о нормах предельно допустимой нагрузки на ось грузового автомобиля и о том, как её определить.

Расчёт нагрузки на ось грузового автомобиля

Процесс грузоперевозок регламентируется нормативно-правовыми актами. Среди которых ФЗ об автодорогах №257-ФЗ от 08.11.2007. В соответствии с п. 2 ст. 31 которого для передвижения по автодорогам транспорта с превышением общей допустимого веса или нагрузки на ось больше чем на 2% необходимо получить разрешение. Исключение делается лишь для автотранспорта Вооружённых сил России.
При получении разрешения владелец авто должен:

Компенсировать урон, наносимый покрытию дороги.

Если перегруз менее 10%, используется упрощённая процедура выдачи, которая занимает всего 1 день.

Читайте также:  Ремонт рулевой рейки ВАЗ 2108 своими руками

Кроме того, проезд по мостам и участкам дороги иногда бывает ограничен специальными знаками, указывающим предельное значение веса грузового автомобиля или нагрузки на его ось. Это может быть связано с грузоподъёмностью конструкции или её состоянием.

Полный список документов, необходимых для оформления карты

Максимально допустимая нагрузка на ось грузовых автомобилей в России

Постановлением Правительства Российский Федерации о правилах перевозки грузов автотранспортом установлен допустимый предельный вес машин в тоннах.

Количество осей Одиночные автомобили, т Автопоезда прицепные или седельные, т
Две 18
Три 25 28
Четыре 32 36
Пять 35 40
Шесть и более 44

Вторая характеристика, устанавливаемый этим нормативным актом, – допустимая нагрузка. Она определяется в зависимости от вида дорог, типа колёс и расстояния между сближенными осями.

Например, таблица максимально разрешённых нагрузок на оси грузовых автомобилей для односкатных колёс выглядит следующим образом.

Значения в таблице приводятся для каждой оси. Расчёт массы должен производиться как можно точнее, так как допустимая погрешность не более 5 %.

Как рассчитать нагрузку

Итак, ограничение по проезду существует по двум параметрам:

По нагрузке оси.

Рассчитаем вес авто. Существует соотношение для двухосного автомобиля (например, марки Газель):

Ма=Нп+Нз,
где, Ма – вес грузовика.
Нп – нагрузка на переднюю ось.
Нз – аналогичный параметр для задней оси.

Эта простая формула расчёта связывает нагрузку на оси грузового автомобиля и его массу.

Для автотранспорта с тремя осями, задний и средний мост которого объединён в тележку (пример – Камаз 53215), эта зависимость имеет следующий вид:

где, Нт – нагрузка на всю заднюю тележку.

Нагрузка для задней тележки и оси обычно больше. Так как именно там располагают перевозимые товары. А вес, давящий на переднюю ось, определяется только массой кабины и силового агрегата.

Узнать нагрузку, имея вес груза, машины и прицепа – сложнее. И это расчёт будет иметь очень приблизительный вид.

Берем в свидетельствах о регистрации массу авто (Ма) и прицепа (Мп). Для примера возьмем Ма=6 т, Мп= 11 т.

Узнаем фактический вес груза (Мг). Примем Мг= 19 т.

Самое распространённое соотношение нагрузок: 0,75 – на прицеп, 0, 25 – на тягач. Тогда нагрузка на прицеп: Нп=0,75*(Мп+Мг)=22,5.

Считается, что нагрузка распределена в прицепе равномерно. И нагрузка на одну ось (Но) равна Нп/количество осей =22,5/3=7,5 т на каждую ось.

Аналогично считаем нагрузку на оси машины. На них приходятся оставшиеся 0,25 веса. То есть (Мп+Мг)*0,25+Ма=(11+19)*0,25+6=13,5 т.

Нагрузка на задние оси автомобиля будет равно 0,75 от нагрузки на грузовик. То есть 13,5*0,75/2=5,06.

А нагрузка на переднюю ось – то, что осталось от общей нагрузки на авто. 13,5–5,06*2=3,37.

Итого получается следующая примерная картина распределения веса 3,37+5,06+5,06+7,5+7,5+7,5.

Реальные значения могут отличаться. Часто нагрузка на осях бывает неравномерной. Это обычно связано со следующими причинами:

Цены на карты для тахографов можно узнать здесь.

Неисправностью подвески полуприцепа.

Прогибанием прицепа под грузом.

Негоризонтальностью площадки полуприцепа.

Конструктивными особенностями подвески.

Как определить нагрузку на ось грузового автомобиля

Взвешивание – простой способ определения как общего веса, так и значения для каждой отдельной оси. Есть два метода:

Динамический. Для взвешивания грузовик со скоростью не более 5 км/ч проезжает по поосным автомобильным весам. Они зафиксируют вес каждой оси, а потом определят вес самой машины. Это достаточно простой и удобный способ, но его погрешность составляет от 0,5 до 3%. Что – как вы можете понять при границе превышения максимальной допустимой нагрузки на ось грузового автомобиля в 2% – слишком много.

Статический. Авто въезжает и останавливается на платформе весов, на которую установлены тензодатчики. Их применение позволяет добиться очень высокой точности взвешивания – 0,01%.

Также можно купить тягач, оснащённый системой мониторинга, и совместимый с ним прицеп. Это довольно удобный способ всегда быть в курсе уровня загруженности своей машины, но очень дорогой.

Можно вмонтировать манометры в магистраль пневморессоры, и следить за показаниями в процессе погрузочных работ. Чтобы не мучится с определением, какое значение шкалы манометра какому весу соответствует, можно установить специальные датчики. Но это требует не только затрат денег при покупке всех элементов системы, но и значительных усилий по её отладке.

Штрафы за перегруз

В основном об этом виде административного наказания беспокоятся водители грузовиков. Так как у легковых автомобилей есть ограничения только по количеству перевозимых пассажиров. Штраф за превышение нагрузки разделяются на три типа в зависимости от уровня ответственности лиц:

Для физических лиц 1,5–2 тыс. руб.

Для должностных – сумма уже выше,15 тыс. руб.

И ещё выше для юридических – 400 тыс. руб.

Оформить заказ на карту для тахографа.

Если при превышении более 2% нет разрешения на провоз, то также оформляется штраф. Да и когда вес груза не совпадает с тем, что написано в сопроводительных бумагах с физического лица могут взыскать сумму 5 тыс. рублей. Для компании размер взыскания больше минимум в 50 раз. Правда, без контрольного взвешивания выписать штраф инспектор не имеет права.

Источник: www.tahocard.ru