Podvozek auta – co to je a proč je to potřeba?

1. Automobil: Základy designu: Učebnice pro vysoké školy v oboru „Automobily a automobilový průmysl“ / N.N. Višňakov, V.K. Vakhlamov, A.N. Narbut a další – 2. vyd., revidováno. a doplňkové – M.: Strojírenství, 1986. – 304 s.

2. Konstrukce vozidla: Učebnice pro studenty technických škol motorové dopravy / E.V. Michajlovský, K.B. Serebryakov, E. Ya. Turné. – 6. vyd., stereotyp. – M.: Mashinostroenie, 1987. – 352 s.

3. Požární technika: Učebnice / Ed. M.D. Bezborodko. – M.: Akademie státní požární služby Ministerstva pro mimořádné situace Ruska, 2004. – 550 s.

Obsah přednášky

1.1 Definice „auto“

auto (z řečtiny auta – „sám“ a latina mobilní, pohybliví – „mobilní“) – samohybné dopravní vozidlo poháněné motorem na něm nainstalovaným.

Každé auto se skládá ze tří hlavních částí :

3) podvozek .

Podle účelu se auta dělí na:

3) zvláštní – neprovádějte přepravní práce. Vybaveno speciálními zařízeními, zařízeními, mechanismy. Může mít speciální těla.

Hasičská a vyprošťovací vozidla jsou klasifikována jako speciální vozidla.

1.2 Definice pojmu „hasičský vůz“

Podle GOST R 53248-2009 Požární zařízení. Hasičské vozy. Nomenklatura ukazatelů:

« Hasičské vozy – provozní vozidla na bázi automobilového podvozku vybaveno hasicími zbraněmi a vybavením používaným při požárních a záchranných operacích.“

Hlavní hasičská vozidla (FA):

1) dopravit personál na místo volání,

2) přepravovat hasicí látku (nebo může dodávat hasivo do požární zóny z jiných zdrojů);

3) přeprava hasičského vybavení;

4) dodat hasicí látku do požární zóny.

Speciální hasičské vozy – požární vozy určené k zajištění výkonu speciálních prací při požáru (kterýkoli z bodů 1), 2), 3), 4) se neprovádí). Jedná se o žebřinové vozíky a kloubové výtahy, hadicové vozy, vozy GDZS atd.

1.3 Definice pojmu „zásahové vozidlo“

Podle GOST R 53248-2009 Požární zařízení. Hasičské vozy. Nomenklatura ukazatelů:

“Hasič vyprošťovací vozidlo (ASA) – hasičský vůz , vybavené generátorem, sadou vyprošťovacího nářadí a určené k dopravě personálu, hasičské techniky, techniky na místo požáru (nehody) a provádění úkonů při záchranných akcích.“

1.4 Definice „základního podvozku“

Podle GOST R 12.2.144-2005 Systém norem bezpečnosti práce (OSSS). Hasičská vozidla. Bezpečnostní požadavky. Testovací metody:

« Základní podvozek – podvozek auta, speciálně vyráběné nebo sériově vyráběné , určený pro umístění kabiny pro personál bojové posádky a požární nástavby“.

To znamená, že hasičská auta se skládají z podvozku (základní informace o vozidle) a požární nástavba .

Podle NPB 312-2003 Požární zařízení. Záchranné vozidlo. Všeobecné technické požadavky. Testovací metody:

« Základní podvozek ACA – sériově vyráběný automobilový podvozek s úpravou karoserie (interiéru) za účelem přizpůsobení pro speciální práce“.

ASA (podle NPB 312-2003) vznikají na podvozku nákladních automobilů s nosností 2 až 12 tun a také na bázi autobusů.

1.5 Cíle kurzu „Základní podvozky hasičských a záchranných vozidel“

Hasičská a vyprošťovací vozidla lze vyrobit v různých provedeních:

1. Použití standardních (sériových) podvozků s nejvhodnějšími charakteristikami pro provoz v závislosti na účelu, podmínkách použití (výkon motoru, uspořádání kol, nosnost).

2. Modernizace standardních podvozků s přihlédnutím ke specifikům provozu UAV (instalace výkonnějšího motoru, změna převodových poměrů, zesílení odpružení atd.).

3. Výroba speciálního podvozku pro PA. PA vyrobené na speciálním podvozku mají vyšší výkonové vlastnosti ve srovnání s analogy na základním podvozku.

Třetí možnost je slibnější, ale vyžaduje vyšší náklady. Proto se většina domácích PA provádí podle první (méně často druhé) možnosti návrhu.

Kvůli tomu, Pro specialistu požární bezpečnosti je důležité mít znalosti o konstrukci sériových vozidel, na základě kterých se vyrábí zařízení požární ochrany . Jedná se především o nákladní vozy ZIL, KamAZ a Ural. Méně používané jsou podvozky GAZ a UAZ (hlavně na ASA a lehké třídy PA).

Je nutné prostudovat jejich obecnou strukturu, jakož i účel, konstrukční základy a princip činnosti jednotlivých jednotek, komponentů, mechanismů a systémů základních vozidel.

Všechny zahraniční PA jsou vytvářeny na základě národních, regionálních (evropské normy) mezinárodních (ISO) standardů a norem.

Pro tvorbu PA u zahraničních podniků (firem) se používají moderní speciální podvozky s vyšší úrovní zásobování energií a bezpečností.

Trendem je vznik víceúčelových hasičských a záchranářských vozů s rozšířenou nabídkou funkcí a také vozů první pomoci (rychlozásahové vozy se sadou funkčních kontejnerů).

Studenti si musí osvojit dovednosti analýzy různých návrhových schémat a znát hlavní trendy ve vývoji designu automobilů.

1.6 Obecná konstrukce vozu

Automobil se skládá z jednotlivých dílů, sestav, mechanismů, sestav a systémů.

Механизм – zařízení určené k přeměně pohybu a rychlosti.

Jednotka – propojení více zařízení do jednoho.

systém – soubor jednotlivých částí spojených společnou funkcí (například napájecí systémy, chlazení, mazání atd.).

Automobil se skládá ze tří hlavních částí: motoru, karoserie a podvozku.

Motor – zdroj energie.

Podvozek kombinuje převodovku, podvozek a ovládací mechanismy.

Tělo, namontovaný na podvozku, je navržen pro umístění řidiče a cestujících v osobním automobilu a nákladu v nákladním automobilu. Korba nákladního automobilu se skládá z nákladní plošiny, kabiny řidiče, kapoty, která kryje motor, a ocasních ploch. Tělo se v této disciplíně nezkoumá.

Podvozek se skládá z rámu, na kterém je upevněna karoserie a všechny mechanismy vozidla, odpružení (pružiny a tlumiče), přední a zadní nápravy a kol. Točivý moment přiváděný z motoru přes převodovku na hnací kola způsobuje odpor vozovky, který je vyjádřen reakční silou působící na hnací kola a směrovanou ve směru, kterým se vozidlo pohybuje. Reakční síly se přenášejí na hnací nápravu a z ní přes pružiny na rám vozu a tlačí ji dopředu. Rám zase přenáší tyto síly přes přední pružiny na přední nápravu a na přední kola, což způsobuje pohyb vozidla vpřed.

Kontrolní mechanismy – řízení, které mění směr pohybu vozu, a brzdový systém, který umožňuje rychle snížit rychlost nebo zastavit vůz.

Převodovka (viz obrázek) přenáší točivý moment z klikového hřídele motoru na hnací kola automobilu a mění velikost a směr tohoto momentu. Převodovka zahrnuje následující mechanismy: spojka, převodovka, kardanový pohon, rozvodovka, diferenciál a nápravové hřídele. Poslední tři mechanismy tvoří hnací (zpravidla zadní) nápravu.

Funkčně lze jakýkoli automobil považovat za soubor prostorů pro cestující a náklad, stejně jako všechny mechanismy a konstrukce, které umožňují pohyb vozidla, tedy karoserie a podvozku.

Historicky byl motor vyčleněn do samostatného celku, nesouvisejícího s podvozkem, i když konstrukčně je v jeho složení také vždy uveden.

Funkce podvozku v autě

Na základě hlavního účelu vozu musí podvozek plnit následující úkoly:

• přijímat točivý moment z motoru, převádět jej na požadovanou hodnotu a přenášet na hnací kola;
• zajistit maximální tlumení otřesů a otřesů od nerovností vozovky, chránit cestující, náklad a mechanismy vozidla před přetížením;
• nastavit směr pohybu, stabilitu a bezpečnost na všech komunikacích;
• provádět servisní, nouzové a parkovací brzdění;
• dodat tělu dodatečnou pevnost a tuhost.

Některé prvky podvozku lze namontovat dovnitř karoserie při zachování jejich funkční autonomie.

Zařízení a konstrukce

V souladu s vykonávanými funkcemi se podvozek skládá ze samostatných systémů:

• Převodovka, která zahrnuje převodovku, rozdělovací převodovku, hnací systém a kardanové hřídele, převodovky hnací nápravy, nápravové hřídele;
• Odpružení s pružnými prvky, tlumiči (tlumiče), vodicí lopatky;
• Jednotky kol a nábojů;
• Řízení, které zahrnuje volant, sloupek, zesilovače, převodku řízení (hřeben), táhla řízení a čepy řízení;
• Brzdový systém je poměrně složitý z důvodů účinnosti a bezpečnosti.

Konstrukčně mohou být podvozkové komponenty uspořádány kolem rámu vozidla nebo v případě jeho absence kolem spodních prvků nosné konstrukce nosné karoserie.

Pro zvýšení pohodlí a zlepšení ovladatelnosti se na automobily často instalují přední a zadní pomocné rámy. Jedná se o odolné prostorové konstrukce, ke kterým jsou připevněny závěsné a převodové díly a samy jsou namontovány na karoserii.

Karoserie se tak zbaví mnoha nežádoucích sil, které by na ni působily od vozovky a pohonné jednotky.

Uspořádání podvozku má také velký význam pro vyrobitelnost procesů montáže a oprav vozidel. Namísto provádění všech prací kolem objemné a těžké karoserie jsou všechny prvky předem namontovány na rámu nebo pomocných rámech, načež jsou výsledné velké moduly připojeny ke karoserii.

Tento přístup má také své nevýhody, protože části pomocných rámů zase začínají narušovat montážní a demontážní operace. Existuje však více výhod, a proto jsou pomocné rámy přítomny téměř na všech moderních autech.

Přenos

Převodovka prochází dráhou točivého momentu od klikového hřídele motoru k hnacím kolům. Zároveň se mění v širokém rozsahu v závislosti na celkovém převodovém poměru zvoleném řidičem nebo automaticky.

Toto číslo znamená poměr otáček motoru k otáčkám kola. Přesně tolikrát, kolikrát jsou otáčky hřídele motoru větší než hřídele na výstupu převodovky, se točivý moment zvyšuje.

To je velmi důležité pro realizaci plného výkonu motoru, protože závisí na otáčkách hřídele, ale může být vyžadován při jakékoli rychlosti.

Klasická manuální převodovka může obsahovat:

• Spojka, určená k odpojení motoru a všech ostatních součástí a jejich hladkému připojení;
• Převodovka, přímo měnící celkový převodový poměr, a tedy i rychlost a točivý moment;
• Převodovka, používaná na vozidlech s pohonem všech kol, s její pomocí je rotace rozdělena podél různých os;
• Kardanové hřídele a pohony s homokinetickými klouby (CV klouby), spojující převodové jednotky a náboje kol;
• Hlavní ozubená kola, kde se kroutící moment dále násobí a otáčení se stočí z podélného do příčného směru;
• Diferenciály, které umožňují otáčení náprav a kol na stejné ose různými rychlostmi.

Převodovka v autě s pohonem předních kol.

Převodovka v autě s pohonem zadních kol.

Nejčastěji se používá mechanická převodovka s manuální nebo automatickou převodovkou, ale hydraulické a elektrické převodovky lze použít například u hybridních a těžkých vozidel.

Klasifikace

Podvozek může být rámového typu nebo sestavený na základě monokokové karoserie. Rámy se zase dělí na:

• Žebříkový typ ve formě dvou nosníků spojených silovými příčníky;
• Objemová, což je prostorová struktura, ke které jsou připevněny namontované části těla;
• Spinální, když všechna zatížení přebírá výkonná trubka ve středu vozu, na kterou jsou zavěšeny převodové a závěsné prvky, uvnitř ní často procházejí hnací hřídele;
• Integrovaný, to znamená, že je součástí energetické struktury nosného tělesa, aby přebíral většinu všech zatížení, ale není oddělen od částí těla;
• Distribuovaný, s oddělenými předními a zadními pomocnými rámy spojenými nosným spodkem vozidla s vestavěnými podélníky a příčníky.

Použití rámů je omezeno na těžká auta, nákladní auta a terénní vozy s pohonem všech kol, kde je důležitá pevnost a schopnost neustále odolávat ohybovému zatížení.

Někdy je naopak od karoserie vyžadována vysoká tuhost, pak se používá prostorový rám, například v motorsportu.

Ve všech ostatních případech je použití samostatného rámu nežádoucí, protože to zvyšuje hmotnost a cenu stroje. Pak se v autech používá nosná karoserie.

Nosná konstrukce, často z vysokopevnostní oceli, tvoří rám karoserie, splňující požadavky na pevnost a bezpečnost, ale v podmínkách neustálého rázového a torzního zatížení slábne únavou kovu. Ale pro silniční auta to není tak důležité, ale design je lehký a tuhý.

Nákladní automobil podvozek

Nákladní automobily jsou téměř vždy stavěny na podvozku s žebřinovým rámem. Dva masivní podélníky podél vozidla, obvykle s proměnným průřezem, poskytují nezávislé umístění pro motorovou kabinu a nákladovou plošinu nebo závěs návěsu.

Pro těžký nákladní automobil je tento přístup velmi důležitý. V karoserii, a zde je tím míněna nákladová platforma, je velmi velká hmota, jejíž vibrace nelze tlumit pouze pomocí odpružení.

Plochý rám poskytuje pružnost a poddajnost, náklad získává určitou volnost a jeho pohyby v čase s nerovnostmi vozovky nedosahují destruktivního zatížení. Samotný rám je vyroben z elastické oceli, která po odstranění pnutí obnovuje svůj původní tvar.

Konstrukce rámu navíc umožňuje z podvozku nákladního vozidla vytvořit funkčně kompletní konstrukci. Je v něm uložen motor, převodovka, odpružení a brzdy.

Zbývá pouze zavěsit na rám jakoukoli nástavbu z dodané šňůry, ať už jde o valník, dodávku, cisternu nebo tahač.

Je také docela snadné vyřešit problémy se změnou počtu mostů, velikostí, typů kabin a doplňkového vybavení. Modulární konstrukce umožňuje snížit náklady na vozidla.

Až po dodávku holých podvozků specializovaným firmám na stavbu unikátních vozů v kusové výrobě.

Výhody a nevýhody

Koncepce rozdělení automobilové konstrukce na podvozek a karoserii má své výhody:

• možnost územního rozdělení karosáren a výrobců podvozků s vyčleněním montážních závodů;
• nízké náklady na rozšiřování nabídky vozů na jedné platformě, dokonce až do té míry, že na stejném podvozku lze stavět různé značky vozů;
• provádění restylování modelů bez dodatečných nákladů na vývoj nového podvozku;
• minimální náklady na velké opravy;
• přesun drobné výroby mimo velké podniky.

Nevýhodou budou nevyhnutelné náklady v důsledku nemožnosti duplikace funkcí karoserie a podvozku se stejnými komponenty:

• mírné zvýšení celkové hmotnosti vozidla;
• potíže s rozložením hmoty podél os;
• zvýšení těžiště vozidla a zhoršení ovladatelnosti;
• nemožnost přeskupování uzlů při vytváření modifikací.

Z těchto důvodů se jasné oddělení podvozku a karoserie nepoužívá u drahých sportovních a manažerských vozů, kde jde především o jejich spotřebitelské vlastnosti, a ne o optimalizaci výroby.

Totéž se děje při navrhování nejlevnějších levných automobilů, kde jsou modely rychle aktualizovány a rozsah úprav je minimální, nízká hmotnost, to znamená celkové množství použitých materiálů a dílů, je mnohem důležitější.