Что включено в ходовую часть автомобиля

Ходовая часть автомобиля - это совокупность узлов и механизмов, которые обеспечивают движение машины. Она принимает на себя все нагрузки от неровностей дороги, позволяет уверенно маневрировать. От исправности ходовки зависят плавность хода, устойчивость и управляемость авто. Если хотя бы один элемент вышел из строя, ездить станет некомфортно, небезопасно. Поэтому водитель должен иметь представление, из чего состоит ходовая часть. Тогда он сможет вовремя распознать неполадки, принять меры.

Рама или несущий кузов - основа автомобиля

Главный силовой элемент машины - это рама или несущий кузов. Именно на них крепятся все агрегаты, узлы ходовой части. Рама - жесткий остов из металлических профилей. Обычно это две продольные балки, несколько поперечин. Получается лестничная конструкция, обеспечивающая крепость ходовой части авто. Все элементы ходовки (подвеска, мосты) и кузов крепятся к раме через кронштейны, опоры. Сама рама соединяется с силовым агрегатом.

Такая конструкция очень прочная, ремонтопригодная. Даже если кузов получит серьезные повреждения, раму часто удается восстановить. Поэтому рамные внедорожники так любят путешественники. Но у рамы есть минусы - большая масса, не лучшая управляемость транспортного средства. Потому в легковых авто используют несущий кузов. В нем все силовые элементы интегрированы в каркас, наружные панели. Получается цельная конструкция, более легкая, технологичная в производстве.

Типы рам и их конструкции

Несущая рама машины

Автомобильные рамы бывают нескольких типов:

1. Лонжеронная (лестничная) - две продольные балки соединены поперечинами. Самый распространенный вариант. Ставится на большинство внедорожников и грузовиков.
2. Хребтовая - основа конструкции центральная несущая труба. От нее отходят поперечные элементы. Очень прочная, но сложная, дорогая рама.
3. Периферийная - замкнутая конструкция из профилей по периметру днища. Хорошо защищает кузов, но занимает много места. Применяется редко.
4. Пространственная - сложный каркас из труб, соединенных в нескольких плоскостях. Обладает высокой жесткостью на кручение. Используется на спорткарах.

Выбор типа рамы определяется назначением автомобиля, его ценовой категорией, предполагаемыми нагрузками. Легковушки почти все - с несущим кузовом.

Несущий кузов как альтернатива раме

Несущий кузов машины

Несущий кузов - это когда силовые элементы интегрированы в каркас и наружные панели. То есть отдельной рамы нет, а кузов сам выполняет ее функции. Силовая структура несущего кузова - обычно пространственный каркас из стоек, поперечин, усилителей. Он воспринимает нагрузки от агрегатов ходовой, неровностей дороги, столкновений. Основные преимущества несущего кузова:

• более простое, дешевое производство;
• меньший вес по сравнению с рамным авто;
• лучшая управляемость за счет низкого центра тяжести.

Но у несущего кузова есть и минусы:

• каркас подвержен коррозии;
• ниже прочность, ремонтопригодность;
• меньше грузоподъемность, внедорожные качества.

Но в легковом сегменте несущий кузов давно стал стандартом. Он оптимален по соотношению цена/качество, обеспечивает неплохую безопасность, комфорт.

Мосты - связующее звено между колесами и кузовом

Мосты - это узлы автомобиля, передающие крутящий момент от трансмиссии на колеса. Также они связывают катки с подвеской, воспринимают силы, действующие между дорогой и кузовом (рамой). В зависимости от конструкции, назначения мосты бывают:

1. Ведущие - передают вращение от двигателя и коробки на колеса.
2. Управляемые - обеспечивают поворот для изменения направления движения.
3. Комбинированные - совмещают функции ведущего и управляемого.
4. Поддерживающие - только воспринимают нагрузку от кузова, тягу на колеса не передают.

Каждый легковой автомобиль имеет как минимум два моста - передний, задний. Но их конструкция и функции различаются в зависимости от типа привода, компоновки машины.

Ведущие мосты

Ведущий мост

Ведущий мост передает крутящий момент от трансмиссии на колеса, служит для них общей опорой. От его конструкции зависит, как автомобиль будет разгоняться, насколько устойчивым окажется в поворотах. На переднеприводных машинах ведущим становится передний мост, на заднеприводных - задний. Соответственно полноприводные авто имеют два ведущих моста.

Обычно ведущий мост - жесткая балка, внутри которой размещаются главная передача, дифференциал и полуоси. Все это объединено в единый узел, закрепленный на рычагах подвески, что облегчает диагностику и ремонт ходовой части. Крутящий момент от коробки передач поступает на главную пару - шестерни, которые увеличивают его, распределяют на полуоси. Те через шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) передают вращение на ступицы катков.

Дифференциал позволяет вращаться колесам с разными скоростями, что необходимо для прохождения поворотов, компенсации разницы в скорости вращения катков. Ведь при повороте внешнее колесо проходит больший путь, чем внутреннее. Оно должно вращаться быстрее. В самом простом варианте используется шестеренчатый конический дифференциал. Он состоит из корпуса с главной парой и двух сателлитов на перекрещивающихся осях. Такая конструкция делит крутящий момент поровну между катками. Но у обычного дифференциала есть недостаток - если одно колесо попадает на скользкую поверхность и начинает пробуксовывать, второе тоже лишается тяги. Машина теряет подвижность.

Чтобы этого избежать, применяют самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения. Half-lock или LSD, как их называют, могут подтормаживать буксующее колесо, перебрасывая момент на то, у которого лучше сцепление. Широко распространена и электронная имитация блокировки - с помощью тормозных механизмов. Система стабилизации ESC (ЭКУ) притормаживает прокручивающееся колесо, помогая перераспределить тягу. В раздаточных коробках, межосевых дифференциалах полноприводных машин тоже могут стоять муфты или кулачковые механизмы для принудительной блокировки. Это позволяет жестко соединить переднюю и заднюю ось, чтобы преодолеть сложный участок.

Управляемые мосты

Управляемый мост

Управляемые мосты - это передние мосты, которые обеспечивают поворот колес для изменения направления движения. В редких случаях поворотными делают и задние катки - для лучшей маневренности. Основная деталь управляемого моста - поворотный кулак или цапфа. Это литой или кованый рычаг, который с одной стороны соединяется с колесом, а с другой - с подвеской, рулевым управлением.

Со стороны катка цапфа имеет шкворневое соединение - шарнир, позволяющий ей вращаться вокруг вертикальной оси. В большинстве современных машин используются поворотные кулаки на шаровых опорах - более компактные, простые. К верхней части поворотного кулака крепится амортизаторная стойка или верхний рычаг подвески. К нижней - рычаг или сопряженная тяга. Получается механизм, обеспечивающий поворот, ход колеса при работе подвески.

Привод кулака осуществляется рулевой тягой, передающей усилие от рулевого механизма. У рулевой тяги два шарнирных наконечника: один крепится к поворотному кулаку, второй - к сошке руля. При вращении руля сошка толкает или тянет рулевую тягу, которая поворачивает кулачок с катком. У независимых подвесок, где каждое колесо крепится на отдельном рычаге, угол поворота задается раздельно.

Комбинированные и поддерживающие мосты

Поддерживающий мост ходовой части машины

В переднеприводных и полноприводных легковых автомобилях передний мост совмещает функции ведущего, управляемого. То есть он передает крутящий момент на колеса, отвечает за поворот. Конструктивно передний ведущий мост - это два приводных вала с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС), которые соединяют коробку передач с ведущими катками. Внутренний ШРУС компенсирует перемещения подвески, наружный - обеспечивает поворот.

Промежуточная опора между ШРУСами - поворотный кулак или стойка. На ней расположены ступичный узел с подшипником, элементы крепления колеса, шаровые опоры, рычаги подвески. Задний мост у переднеприводных машин - поддерживающий, то есть не передает крутящий момент. Он служит для крепления задних катков, восприятия нагрузки от веса автомобиля.

Обычно задний мост - П-образная балка, которая объединяет левое и правое колесо. Балка держится на рычагах и пружинах подвески, к ее концам прикреплены ступицы с катками. Никаких приводных валов, шарниров здесь нет. Поддерживающий задний мост - одна из самых простых, дешевых конструкций. Но, в отличие от независимой многорычажки, он не может обеспечить идеальную кинематику колес, плавность хода. Это иногда приводит к вибрациям, необходимости ремонта амортизаторов. Хотя с точки зрения надежности, ремонтопригодности - очень неплохой вариант.

Подвеска - залог комфорта и управляемости

Подвеска - это совокупность деталей и узлов, которые связывают колеса с кузовом или рамой автомобиля. Именно подвеска во многом определяет плавность хода, управляемость машины. Любая подвеска выполняет сразу несколько задач:

• гасит колебания кузова, толчки от неровностей дороги;
• обеспечивает постоянный контакт колес с дорожным полотном;
• изменяет положение кузова при разгоне, торможении, в поворотах;
• передает на кузов силы и моменты от катков: разгонные, тормозные, боковые.

Чтобы справиться со всем этим, в конструкции подвески есть упругие элементы, демпфирующие, направляющие устройства. Их компоновка, принцип работы зависят от типа подвески.

Зависимая и независимая подвески

Принцип работы зависимой и независимой подвески

Автомобильные подвески делятся на два основных типа: зависимые и независимые. Разница в том, как передается движение от одного колеса к другому.

В зависимой подвеске оба катка одной оси жестко связаны между собой балкой или реактивными штангами. Когда одно колесо наезжает на препятствие и поднимается вверх, второе тоже совершает принудительное движение. Такая схема довольно простая, прочная, но имеет ограничения по кинематике, комфорту.

Зависимыми обычно делают задние подвески. Рессорная балка использовалась на классических машинах, неразрезной мост - на большинстве современных внедорожников. У таких конструкций высокая грузоподъемность и хорошая артикуляция колес на бездорожье. Но по управляемости, плавности хода они уступают независимым подвескам, что может вызвать необходимость частого ремонта ходовой части.

В независимой подвеске каждое колесо прикреплено к кузову или раме отдельно, на индивидуальных рычагах, шарнирах. Перемещения одного катка никак не сказываются на втором. Это позволяет обеспечить лучшую плавность хода и управляемость, так как колеса всегда сохраняют оптимальное положение.

Независимые подвески ставят вперед и назад. Самый простой вариант - MacPherson, когда амортизаторная стойка объединена с пружиной, а к ней крепится поворотный кулак. Такая схема компактна, недорога, обладает приемлемыми ходовыми качествами.

Более сложная конструкция - многорычажка или Double Wishbone. Здесь кулак с колесом крепится к кузову через два поперечных рычага А-образной формы, шаровые опоры. Эта конструкция часто требует диагностики для своевременного выявления неисправности. Пружина и амортизатор - отдельно. Получается идеальная геометрия во всех направлениях, но за счет большего количества деталей.

Полузависимая подвеска

Компромисс между зависимой и независимой - полузависимая подвеска. Самая популярная ее разновидность - скручивающаяся балка, которая объединяет задние катки. Балка обычно сделана из U-образного профиля, прикручена к кузову через сайлент-блоки. При наезде на неровность она скручивается, позволяя колесам двигаться с небольшой разницей по высоте. Пружины, амортизаторы установлены отдельно.

Полузависимая балка лучше, чем неразрезной мост, отрабатывает неровности. Она дешевле в производстве, проще в ремонте, чем независимая подвеска, но обладает сносной плавностью хода. Недаром ее так любят производители бюджетных автомобилей.

Колеса - точка контакта с дорогой

Колеса - это завершающее звено ходовой части, которое обеспечивает контакт автомобиля с дорогой. Именно от них зависят реальные характеристики разгона, торможения и управляемости.

Автомобильное колесо состоит из обода, жестко закрепленного на нем пневматического элемента - шины. В зависимости от конструкции обод может быть штампованным из стали или литым из алюминиевого сплава. Самый важный параметр катка - диаметр. Он определяет радиус качения, скоростные и тяговые свойства машины. На легковых авто диаметр обычно составляет от 13 до 20 дюймов, на внедорожниках - может доходить до 22.

Второй по значимости параметр - ширина профиля шины. Чем шире покрышка, тем больше ее пятно контакта, сцепление с дорогой. Широкие низкопрофильные катки обеспечивают лучшую управляемость, устойчивость в поворотах, но менее комфортны на неровностях.

Устройство автомобильного колеса

Устройство колеса

Основа колеса - обод, на который опирается и фиксируется шина. Функция обода - передавать нагрузку от массы машины на покрышку, сохранять ее форму. Для крепления колеса на ступице обод имеет центральное отверстие, в которое входит выступающая часть ступицы с подшипником. По краю отверстия есть привалочная плоскость, на которую каток садится своим центром.

Вокруг центрального отверстия расположены крепежные отверстия - обычно 4, 5 или 6. В них вставляются колесные болты или шпильки. У некоторых ободов вместо отверстий - прорези, закрытые с одной стороны. Такое крепление упрощает монтаж, демонтаж. Снаружи по периметру обода идут бортовые закраины - полки, на которые опирается шина. На внутренней стороне обода могут быть ребра жесткости, утолщения или спицы.

Сам обод выполняется разборным или неразборным. Разборные двух- и трехсоставные колеса облегчают монтаж бескамерных шин. Неразборный обод производится штамповкой из стального листа или литьем из алюминиевого сплава. Это самый массовый тип.

Основные типы шин и дисков

Каждый тип шин и дисков имеет свои преимущества, недостатки::

1. Штампованные стальные диски - самые прочные и недорогие. Выпускаются для большинства бюджетных автомобилей. Из минусов - неважная отводимость тепла и увеличенная масса.
2. Легкосплавные (литые) колеса из алюминия - легкие, хорошо охлаждают тормоза. Прочные, допускают изготовление в красивом дизайне. Основной минус - высокая стоимость.
3. Кованые диски делаются горячей обработкой давлением заготовки из алюминиевого сплава. Это самые прочные, легкие катки, но и самые дорогие. В основном ставятся на спортивные машины.

Радиальные шины - самый популярный тип автошин. Нити корда расположены поперек беговой дорожки. Это обеспечивает более равномерный износ, низкое сопротивление качению и хорошее сцепление. Диагональные покрышки встречаются редко, в основном на ретро-карах. Из-за расположения нитей корда ромбом такие шины быстрее изнашиваются, хуже держат дорогу. Но зато они мягче, обладают способностью самоочищаться от грязи.

Ходовая часть автомобиля как единый комплекс

Ходовая часть - это сложная, очень ответственная система автомобиля. Именно от ходовой зависят ездовые свойства, безопасность эксплуатации машины. Ресурс большинства элементов ходовой достаточно высок - до 100-150 тысяч километров пробега. Но учитывая качество наших дорог и манеру езды некоторых водителей, узлы и детали подвески могут потребовать ремонта или замены гораздо раньше. Чтобы ходовая служила долго, важно вовремя обслуживать, диагностировать ее состояние. Потеки масла на амортизаторах, глухие стуки при проезде ям, неравномерный износ шин - все это повод заехать в автосервис.

Большинство владельцев пытаются сэкономить на обслуживании подвески. Принцип простой - пока ездит - и ладно. Но такой подход быстро приводит к печальным последствиям. Вовремя не устраненные люфты, износы, дисбалансы и перекосы ускоряют разрушение элементов ходовой. То, что вначале можно было исправить простой регулировкой или заменой одной детали, в итоге выливается в дорогой ремонт. А если на скорости оторвется рычаг или лопнет шаровая опора, можно вообще попасть в серьезное ДТП. Оно того не стоит. Поэтому лучше следить за состоянием ходовой.