Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать

История создания шасси

Шасси транспортного средства, передвигающегося по грунту или искусственному дорожному покрытию — это совокупность различных агрегатов и устройств составляющих ходовую часть, трансмиссию и элементы управления, которые собраны в единую конструкцию. В классическом понимании — это механическое устройство имеющее колеса или гусеницы без кабины, ДВС и кузова.

Точкой отсчета в истории создания шасси наземного транспортного средства можно считать изобретение колеса со ступицей. Такие колеса насаживались на неподвижную ось и вращались независимо друг от друга. На повозку обычно устанавливали одну, две оси. С развитием гужевого транспорта появилась рессорная подвеска, которая вошла в конструкцию этого простейшего шасси.

первое простейшее шасси транспортного средства

С возникновением самодвижущихся повозок в конструкции шасси появляются новые элементы, такие как управляемые передние колеса и трансмиссия, которая приводила во вращательное движение ведущие колеса автомобиля. В середине восьмидесятых годов XIX века была изобретена пневматическая шина и шасси приобретает вид близкий к современному.

Шасси автомобиля Татра Т11

По мере развития техники шасси различной конструкции появляется в авиации, железнодорожном и водном транспорте.

Составные элементы шасси

Классический комплект автомобильного или колесного тракторного шасси состоит из следующих агрегатов.

Трансмиссия

Она включает в себя сцепление, КПП, карданную передачу, полуоси, главную передачу, дифференциал. Для машин с полным приводом в трансмиссию включается раздаточная коробка.

Сцепление. В схеме трансмиссии ТС находится непосредственно в контакте с маховиком двигателя и в нужное время отключает соединение с коленвалом, прекращая передачу крутящего момента на шестеренки коробки передач.

Конструктивно сцепление бывает «сухим» (на автомобилях и тракторах фрикционные диски работают в воздушной среде) и «мокрым» (работающее в масляной ванне, такой тип стоит на мотоциклетных движках с поперечным расположением). Также оно бывает однодисковым — на легковых автомобилях и малых грузовиках, или двухдисковым — на тяжелых грузовиках и тракторах.

Коробка переключения передач. КПП бывают механические, полуавтоматические и автоматические. Коробка передач служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя на средних оборотах коленчатого вала, при разных скоростях движения транспорта и при разных условиях движения (дорога, бездорожье). Обеспечивается это путем изменения угловой скорости и как следствия, крутящего момента, на выходном валу КПП, по отношению к входному валу. Достигается это за счет использования шестерней с различными передаточными числами.

Раздаточная коробка. Служит для распределения крутящего момента между ведущими осями автомобиля и для повышения крутящего момента.

Дифференциал. Механическое устройство, которое распределяет крутящий момент от входного вала (карданного вала), на приводные валы колес (полуоси). Бывает блокируемый и не блокируемый.

Факторы, влияющие на изменения в конструкции шасси ТС

Шасси наземных транспортных средств изменялись с самого момента их изобретения и установки на повозки. Вначале это касалось облегчения конструкции колеса. В деревянном круге делались пропилы для облегчения конструкции. С появлением металлических спиц их стали устанавливать в колеса. С изобретением подшипников они стали устанавливаться на оси для облегчения вращения колеса и увеличения срока службы колесной оси.

Кузов на каретных повозках вначале подвешивали на ремнях или на цепях. Затем на них принялись устанавливать подрессоренную подвеску в виде пружин, которые стали устанавливать и на другие повозки, если такое желание высказывал хозяин. В начале XIX века была изобретена рессора. Их сразу же стали устанавливать на кареты и другие повозки. В период безраздельного господствования гужевого транспорта многие части шасси ТС изготавливались из дерева.

Такая тенденция сохранялась и при производстве первых самоходных колясок. Однако с развитием автомобильного транспорта изменялся подход к обеспечению безопасности водителя во время езды. Деревянные детали менялись на металлические. Мягкость хода на первых моделях автомашин обеспечивалась за счет рессор и пружин. С появлением амортизаторов их стали устанавливать в подвеску машин.

На современных автомобилях все силовые элементы конструкции шасси ТС изготавливаются из качественной стали. В элементах крепления рессор и в пружинах устанавливают резиновые или пластиковые отбойники, а некоторые элементы подвески, типа шаровых опор, закрывают резиновыми пыльниками.

Дальнейшее развитие элементов шасси приведет к использованию в конструкции новых конструктивных материалов, такие как композитные материалы и нано-материалы, которые будут способны восстанавливать свою структуру. А в системе подвески претерпит изменение связи, т.е. переход от механической связи подвески к магнитной и электромагнитной подвески.

Принцип работы и для чего оно нужно

Все необходимые для передвижения агрегаты монтируются на основание авто таким образом, чтобы вращательная энергия передавалась от двигателя на ведущие колеса. Вот как синхронизируется работа всех узлов:

На подрамник установлен мотор. От него крутящий момент передается на передний или задний мост (в случае с полным или задним приводом). Благодаря этому колеса начинают вращаться, и машина движется вперед или назад.

Чтобы автомобиль мог менять свое направление, к нему подсоединяется рулевое управление. Ведущие колеса приводят авто в движение, а рулевые – задают ему направление. В этом узле много деталей, которые обеспечивают плавные маневры во время езды.

Для изменения скорости автомобиля между силовым агрегатом и ведущими колесами устанавливается коробка передач. Она может быть механической или автоматической. В этом узле при помощи набора шестеренок крутящий момент увеличивается, что позволяет снять чрезмерную нагрузку с двигателя.

Во время езды по дорогам разного качества возникают колебания. Из-за тряски и вибрации составные части трансмиссии и рулевого управления быстро выйдут из строя. Для компенсации такой нагрузки к подрамнику крепятся рычаги и амортизаторы.

Как видно, шасси автомобиля позволяет приводить в движение всю конструкцию, менять ее направление и компенсировать нагрузки от вибраций, возникающие во время езды. Благодаря такой разработке вырабатываемая двигателем внутреннего сгорания энергия может быть использована для комфортной и безопасной транспортировки людей и больших грузов.

Классы автомобилей по европейским меркам

Класс «А»

Небольшие автомобили, созданные для передвижения по хорошим городским дорогам. Главное отличие представителей данного класса – небольшие габариты. Как правило, используется 3- либо 5-дверный вариант кузова. Вполне комфортны для двух человек, но не подходят для дальних путешествий и дачных вылазок. Преимущество – низкий расход топлива, но и скоростные характеристики далеко не самые лучшие. Во многих семьях машины такого класса используются в качестве «помощника» для поездок в магазин. Самые известные представители класса «А»: Ford Ka, Renault Twingo, Hyundai Atos, Daewoo Matiz, Peugeot 106.

Класс «В»

Длина кузова данных автомобилей не превышает 4-х метров. Как правило, это 3- и 5-дверные хэтчбеки, универсалы или седаны. Достаточно мощные и просторные машины, которые могут использоваться для поездок по городу, а также пригородных выездов. Отличный вариант для путешествия с большим багажом, но лишь для двух человек. Главный «минус» – нехватка свободного пространства даже для четырех человек. В особенности этот нюанс актуален для машин с размером колесной базы не больше 2 450 мм. Представители данного класса автомобилей очень востребованы в европейских странах. Каждый год такие машины выбирает около 25% покупателей. В РФ расходы на эксплуатацию практически такие же, как в случае с представителями класса «С». На отечественном рынке класс «В» представлен моделями Skoda Felicia, SEAT Cordoba, FIAT Punto, Peugeot 206, Volkswagen Polo.

Класс «С»

Этот класс пользуется наибольшей популярностью у европейцев. В него входят универсальные автомобили, могут быть даже версии с полным приводом. Скоростные показатели бывают разными. По таким характеристикам, как вместимость и удобство, данные машины заметно опережают модели класса «В». Седаны класса «С» имеют очень хорошие потребительские качества, практически не отличающие их от представителей класса «D». Данный класс автомобилей представлен в России многими моделями, к примеру, Citroen Xsara, FIAT Brava, Ford Focus, Hyundai Accent, Audi A3, Mercedes-Benz А-Class, Mazda 323, Opel Astra, Subaru Impreza, Toyota Corolla, Peugeot 306, Volkswagen Golf, Nissan Almera, Kia Rio.

Класс «D»

Вместительные машины, которые позволяют вполне комфортно разместиться пяти пассажирам. Большое количество автовладельцев утверждают, что именно автомобили класса «D» – это оптимальный вариант по таким показателям, как потребительские характеристики и вместимость. На европейском рынке такие машины подразделяют на стандартную и премиальную группы. К первой относят модели вроде Ford Mondeo и Opel Vectra, а вот ко второй – BMW 3-Series, Audi A4, а также Mercedes-Benz С-Class. Среди жителей столицы России и Санкт-Петербурга данные автомобили пользуются немалой популярностью. Помимо вышеупомянутых моделей, к классу «D» относят Honda Accord, Kia Clarus, Mitsubishi Carisma, Renault Laguna, Hyundai Elantra, Toyota Avensis, Skoda Octavia, Volkswagen Passat.

Класс «Е»

По сути, данный класс европейцы называют высшим средним классом. Данные транспортные средства самые просторные, но в течение последнего времени их популярность уменьшилась. В качестве семейного авто представители этого класса не используются, так как чрезмерно дорогие. В большинстве случаев такие машины также подразделяют на обычную и элитную категории. Такая классификация автомобилей зависит от стоимости и оснащения. Многие состоятельные люди отдают предпочтение именно машинам класса «Е». Если вам не нужен большой салон, и лишних денег у вас нет, не стоит покупать такое авто. Представители класса «Е»: Mercedes-Benz Е-Class, Opel Omega, SAAB 9-5, Toyota Camry, Audi А6, Jaguar S-type, BMW 5-Series.

Класс «F»

Представительские седаны, которые, как правило, простые люди вообще не покупают. Вместимость и комфорт – на высшем уровне. Основные представители этого класса автомобилей: Jaguar XJ8, Audi А8, Lexus LS400/LS430, Mercedes-Benz S-Class, BMW 7-Series.

Функции шасси

Элементы подвески ходовой части снижают нагрузки и компенсируют колебания при движении по ухабистой дороге и бездорожью. Подрамник позволяет установить на шасси кузов, двигатель и другие агрегаты. Передний и задний мосты посредством колес передают вращательное движение и таким образом обеспечивают движение автомобиля.
Первые автомобили, выпускаемые в прошлом столетии, имели некоторое отличие от тех, которые сегодня ездят по дорогам. Все автомобили — и легковые, и грузовые — раньше имели раму, на которую устанавливались все агрегаты и узлы (кузов, трансмиссия, двигатель и т. д.). С течением времени рамное шасси автомобиля осталось только у грузовиков и автобусов. В легковых же автомобилях функции рамы начал выполнять кузов.

Шасси грузовых автомобилей

Наиболее распространенными считаются лонжеронные рамы. Они представляют собой две продольные балки, соединенные поперечинами. Форма таких балок может быть совершенно разной: трубчатой, Х- или К-образной. В наиболее нагруженной части рама имеет увеличенное сечение швеллера. Параллельная схема лонжеронов (балки располагаются на равном расстоянии на всем протяжении шасси) применяется на грузовых автомобилях.

В легковых автомобилях повышенной проходимости могут применятся лонжероны, которые имеют некоторое расхождение осей как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Хребтовая рама представляет собой одну несущую продольную балку, на которую крепятся поперечины. Зачастую эта балка имеет круглое сечение, благодаря чему в ней могут размещаться элементы трансмиссии. Такая рама обеспечивает большую стойкость к кручению, чем лонжероны. Также использование шасси хребтового типа предполагает использование независимой подвески всех колес. Вильчато-хребтовая рама имеет разветвление продольной балки в задней или передней части. То есть она совмещает в себе лонжероны и хребтовую балку. Остальные типы рамы шасси не используются для грузовых автомобилей.

Сегменты рынка

Микрокар / кей кар

2018 Aixam Crossline

Микроавтомобили и их японский аналог — кейкары — самая маленькая категория автомобилей.

Микроавтомобили пересекают границу между автомобилем и мотоциклом, и часто на них распространяются отдельные правила, касающиеся обычных автомобилей, что приводит к ослаблению требований к регистрации и лицензированию. Объем двигателя часто составляет 700 кубических сантиметров (43 кубических дюйма) или меньше, а микрокары имеют три или четыре колеса.

Микроавтомобили наиболее популярны в Европе, откуда они появились после Второй мировой войны. Предшественники на микро легковушек voiturettes и цикла автомобилей . Автомобили Kei используются в Японии с 1949 года.

Примеры микрокаров и кей-каров:

Хонда Лайф
Smart ForTwo
Тата Нано

А-сегмент / Городской автомобиль / Миникомпакт

2014 – настоящее время Citroën C1

Наименьшая категория транспортных средств, которые регистрируются как обычные автомобили, называется сегментом А в Европе или «городскими автомобилями» в Европе и США. Агентство по охране окружающей среды США определяет эту категорию как «миникомпакт». Однако этот термин не получил широкого распространения.

Аналоги автомобилей А-сегмента производятся с начала 1920-х годов. Однако популярность этой категории возросла в конце 1950-х годов, когда были выпущены оригинальные Fiat 500 и BMC Mini .

Примеры А-сегмента / городских автомобилей / миникомпактных автомобилей:

Fiat 500
Hyundai i10
Тойота Айго

B-сегмент / Супермини / Субкомпакт

Renault Clio

Следующая более крупная категория малых автомобилей называется B-сегментом Европы, супермини в Великобритании и малолитражкой в Соединенных Штатах.

Размер малолитражного автомобиля определяется Агентством по охране окружающей среды США (EPA) как имеющий объединенный внутренний и грузовой объем от 85–99 кубических футов (2 410–2800 л). Поскольку меньшая по размеру категория миникомпактных автомобилей, разработанная Агентством по охране окружающей среды (EPA), не так широко используется широкой публикой, автомобили иногда называют субкомпактами в Соединенных Штатах. В Европе и Великобритании категории B-сегмента и супермини не имеют официальных определений по размеру.

Ранние супермини-автомобили в Великобритании включают 1977 года и Vauxhall Chevette .

В Соединенных Штатах первыми малолитражными автомобилями местного производства были AMC Gremlin , Chevrolet Vega и Ford Pinto 1970 года выпуска .

Примеры автомобилей B-сегмента / супермини / малолитражки:

Шевроле Авео (Шевроле Соник)
Hyundai Accent
Фольксваген Поло

С-сегмент / Маленькая семья / Компактный

Фольксваген Гольф

Самая большая категория малых автомобилей — это C-сегмент или малый семейный автомобиль в Европе и компактный автомобиль в Соединенных Штатах.

Размер компактного автомобиля определяется Агентством по охране окружающей среды США (EPA) как имеющий объединенный внутренний и грузовой объем 100–109 куб. Футов (2,8–3,1 м 3 ).

Примеры автомобилей C-сегмента / компактных / небольших семейных автомобилей:

Honda Civic
Тойота Аурис
Renault Mégane

Сегмент D / Большая семья / Средний

Тойота Камри

В Европе третью по величине категорию легковых автомобилей называют D-сегментом или большими семейными автомобилями .

В Соединенных Штатах эквивалентный термин — автомобили среднего или среднего размера . Агентство по охране окружающей среды США (EPA) определяет автомобиль среднего размера как имеющий совокупный пассажирский и грузовой объем 110–119 кубических футов (3,1–3,4 м 3 ).

Примеры автомобилей сегмента D / большой семьи / среднего размера:

Шевроле Малибу
Форд Мондео
Киа Оптима

Электронный сегмент / Представительский / Полноразмерный

Dodge Charger

В Европе второй по величине категорией легковых автомобилей являются автомобили , которые обычно являются автомобилями класса люкс.

В других странах эквивалентные термины — полноразмерный автомобиль или большой автомобиль , которые также используются для относительно доступных больших автомобилей, которые не считаются роскошными автомобилями.

Примеры полноразмерных автомобилей не класса люкс:

Шевроле Импала
Тесла Модель S
Тойота Авалон

Классификация шасси

Таким образом, можно выделить две различные схемы шасси транспортных средств.
Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько прочных балок, на которые устанавливаются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить большие грузы и легко справляться с различными динамическими нагрузками.
Несущий кузов. В погоне за уменьшением веса легковых автомобилей все функции рамы были переопределены на кузов. Такая рама не позволяет перемещать большие грузы, но в то же время обеспечивает больший комфорт и скорость движения.
В зависимости от назначения автомобиля, могут использоваться следующие виды конструкций:
лонжеронные;
хребтовые;
периферийные;
вильчато-хребтовые;
решетчатые.

Классификация

Шасси может быть рамного типа или собранным на основе несущего кузова. Рамы, в свою очередь, подразделяются на:

Лестничного типа в виде двух лонжеронов, соединённых силовыми поперечинами;
Объёмная, представляющая собой пространственную конструкцию, к которой крепятся навесные детали кузова;
Хребтовая, когда все нагрузки принимает на себя мощная труба по центру автомобиля, на которую и навешиваются элементы трансмиссии и подвески, часто внутри неё проходят карданные валы;
Интегрированная, то есть включённая в силовую структуру несущего кузова для принятия на себя основной доли всех нагрузок, но не отделяемая от деталей кузова;
Распределённая, с отдельными передними и задними подрамниками, соединёнными несущим днищем автомобиля со встроенными лонжеронами и поперечинами.

Применение рам ограничено тяжёлыми автомобилями, грузовиками, а также полноприводными машинами высокой проходимости, где важна прочность и способность постоянно противостоять изгибающим нагрузкам.

Иногда от кузова наоборот требуется высокая жёсткость, тогда используется пространственная рама, например в автоспорте.

Во всех прочих случаях использование отдельной рамы нежелательно, поскольку это увеличивает массу и стоимость машины. Тогда в автомобилях применяется несущий кузов.

Силовая структура, часто из высокопрочных сортов стали, образует каркас кузова, выполняя требования по прочности и безопасности, но в условиях постоянных ударных и скручивающих нагрузок ослабевает из-за усталости металла

Но для дорожных автомобилей это не так важно, зато конструкция получается лёгкой и жёсткой

Базовые принципы

Дороги, обычно используемые автомобилями, имеют неровности в диапазоне частот приблизительно до 30 Гц и являются наиболее интенсивным источником возбуждения в автомобиле. Возбуждения приводят к вертикальным перемещениям (вертикальному ускорению) автомобиля и пассажиров. Промежуточным звеном между поверхностью дороги и автомобилем является система шасси, главная задача которой — передача энергии между окружающей средой и кузовом. Это означает, что и на динамические характеристики автомобиля, и на безопасность дорожного движения, а также на комфорт, сильно влияет выбор системы шасси.

Однако динамика реакции автомобиля определяется не только компонентами системы шасси, она скорее является результатом сочетания различных общих параметров автомобиля. Как правило, повлиять на динамику автомобиля за счет работы над шасси оказывается весьма сложной задачей, в частности из-за того, что эффект изменений параметров должен преобладать среди конфликтующих приоритетов — безопасности движения и комфортабельности езды.

Безопасность движения в решающей мере зависит от контактных взаимодействий между шинами и поверхностью дороги, и стало быть от передаваемых продольных и поперечных сил. Поэтому фундаментальной целью при конфигурировании системы шасси в плане безопасности движения всегда является минимизация динамический колебаний нагрузки на колёса, вызывающих снижение величину передаваемой силы.

С другой стороны, комфортабельность езды зависит от перемещений и ускорений, воздействующих на пассажиров (прежде всего, в вертикальном направлении)

В зависимости от области применения комфорт имеет большую важность и ни в коем случае не должен рассматриваться как сопутствующий элемент развития системы. В частности, в случае с профессиональными водителями, достаточно высокий уровень комфорта им необходим для предотвращения вреда здоровью

В этом контексте хорошим параметром оценки зарекомендовала себя эффективная величина ускорения кузова.

Подвеска автомобиля;
Амортизаторы;
Подвеска колес и рычаги подвески;
Шины;
Рулевое управление;
Тормозная система.

История создания шасси

первое простейшее шасси транспортного средства

Шасси автомобиля Татра Т11

Что такое шасси

Все механические транспортные средства состоят из трех основных узлов:

силовая установка;
кузов;
шасси.

Шасси это не какая-то конкретная деталь в транспортном средстве. Иногда этим термином называют несущую конструкцию машины.

На самом деле шасси представляет собой набор механизмов, которые взаимодействуют с колесами и опорами автомобиля. Это узел, который объединяет в себе рулевое управление автомобилем, его трансмиссию, систему амортизации и ходовую часть. Все эти системы соединены на общем основании, и их работа синхронизируется так, чтобы весь автомобиль мог выполнять движение. Шасси также включает раму плюс силовые агрегаты — двигатель, трансмиссию и подвеску. На нем находится кузов, придающий автомобилю законченный вид.

Под шасси автомобиля также подразумевается комплект деталей и узлов, от которых зависит движение и маневры транспортного средства. В технической документации машины он имеет маркировку, которая в этом случае соответствует номеру кузова (что такое номер шасси).

Основными составляющими шасси автомобиля являются две подвески — передняя и задняя, а также колеса. Подвески необходимы для смягчения или устранения колебаний при движении, благодаря которым автомобиль плавно преодолевает все неровности дороги.

История создания шасси

первое простейшее шасси транспортного средства

Шасси автомобиля Татра Т11

Классификация

Лестничного типа в виде двух лонжеронов, соединённых силовыми поперечинами;
Объёмная, представляющая собой пространственную конструкцию, к которой крепятся навесные детали кузова;
Хребтовая, когда все нагрузки принимает на себя мощная труба по центру автомобиля, на которую и навешиваются элементы трансмиссии и подвески, часто внутри неё проходят карданные валы;
Интегрированная, то есть включённая в силовую структуру несущего кузова для принятия на себя основной доли всех нагрузок, но не отделяемая от деталей кузова;
Распределённая, с отдельными передними и задними подрамниками, соединёнными несущим днищем автомобиля со встроенными лонжеронами и поперечинами.

Но для дорожных автомобилей это не так важно, зато конструкция получается лёгкой и жёсткой

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ШАССИ

Таким макаром, можно выделить две разные схемы шасси тс.

Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько крепких балок, на которые инсталлируются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить огромные грузы и просто управляться с разными динамическими нагрузками.

Несущий кузов. В погоне за уменьшением веса легковых автомобилей все функции рамы были переопределены на кузов. Такая рама не позволяет перемещать огромные грузы, но в то же время обеспечивает больший комфорт и скорость движения.

Зависимо от предназначения автомобиля, могут употребляться последующие виды конструкций:

лонжеронные;
хребтовые;
периферийные;
вильчато-хребтовые;
решетчатые.

https://youtube.com/watch?v=tbEhPM2ofgc

Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать

История создания шасси

Составные элементы шасси

Трансмиссия

Факторы, влияющие на изменения в конструкции шасси ТС

Принцип работы и для чего оно нужно

Классы автомобилей по европейским меркам

Функции шасси

Шасси грузовых автомобилей

Сегменты рынка

Микрокар / кей кар

А-сегмент / Городской автомобиль / Миникомпакт

B-сегмент / Супермини / Субкомпакт

С-сегмент / Маленькая семья / Компактный

Сегмент D / Большая семья / Средний

Электронный сегмент / Представительский / Полноразмерный

Классификация шасси

Классификация

Базовые принципы

История создания шасси

Популярные марки грузовых машин

Что такое шасси

История создания шасси

Классификация

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ШАССИ

Похожие записи: