Передняя ось автомобиля схема

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.

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.

Передняя ось автомобиля схема

Передняя и задняя оси автомобиля воспринимают через рессоры вес автомобиля и полезной нагрузки, приходящийся на передние и задние колеса.

Передняя ось (рис. 196 и 197) при управляемых, но не ведущих колесах состоит из неподвижной балки 2, обычно двутаврового сечения, жестко скрепленной с передними рессорами, и правой и левой поворотных цапф 11, поворачивающихся вокруг оси шкворней 7.
Рис. 196 — Передняя ось (автомобиль ГАЗ-51):
1 — рычаг поворотной цапфы; 2 — балка передней оси; 3 — регулировочные прокладки; 4 — клин; 5 — масленка; 6 — втулка; 7 — шкворень; 8 — ушко поворотной цапфы; 9 — рычаг поворотной цапфы; 10 — гайка; 11 — поворотная цапфа; 12 — заглушка; 13 — упорный подшипник; 14 — рычаг поворотной цапфы.

Рис. 197 — Поворотная цапфа и установка переднего колеса (автомобиль ГАЗ-51):
15 — рессора; 16 — подшипники; 17 — ступица; 18 — колесо;
(Наименование деталей 1-14 то же, что и на рис. 196).

Для уменьшения трения в ушки поворотных цапф вставлены втулки 6 из латуни или бронзы, а между нижним ушком цапфы и концом балки передней оси установлен упорный шариковый подшипник 13. Металлические прокладки 3 служат для регулировки зазора между верхним ушком поворотной цапфы и концом балки передней оси.

В верхней часта шкворня находится масленка 5, смазка из нее нагнетается по сверлениям в шкворне к втулкам и подшипнику.

Отверстие для шкворня в нижнем ушке поворотной цапфы закрывается заглушкой 12. Положение шкворня в передней оси фиксируется клином 4 с гайкой.

В двух отверстиях левой поворотной цапфы и одном отверстии правой крепятся поворотные рычаги 1, 9 и 14.

На двух подшипниках 16, установленных на поворотных цапфах, свободно вращаются ступицы 17 передних колес 18. Ступицы удерживаются гайками со шплинтами или контргайками и стопорными кольцами.

В легковых автомобилях (например, в автомобилях ЗИС-110, ЗИМ, М-20, «Москвич») между колесами обычно нет жесткой связи в виде передней оси описанного устройства. В этом случае поворотные цапфы каждого колеса самостоятельно соединены упругой связью (при помощи витых или пружинных рессор) с поперечиной рамы или подрамником автомобиля посредством качающихся рычагов (см. раздел 6 «Независимая подвеска передних колес» настоящей главы).

Если передний мост является ведущим, то передней осью служит балка, образованная картером главной передачи и дифференциала (переднего моста), кожухами приводных валов и поворотными цапфами, имеющими более сложное устройство, чем описанные.

Шкворни поворотной цапфы выполнены в виде коротких шипов 9 (рис. 198), приваренных к сферической чашке 11, соединенной фланцем 13 посредством болтов с кожухом 14 приводного вала.
Рис. 198 — Передняя ось (автомобиль ГАЗ-63):
1 и 13 — фланцы; 2 — втулка фланца; 3 и 10 — подшипники; 4 — ступица; 5 — сальник; 6 — разъемный корпус цапфы; 7 — масленка; 8 — крышка подшипников шкворней; 9 — шип; 11 — сферическая чашка; 12 — шарнир; 14 — кожух приводного вала колеса; 15 и 16 — рычаги поворотной цапфы; 17 — хвостовик шарнира; 18 — крышка; 19 — опорная втулка ступицы.

Сферическая чашка 11 находится внутри разъемного корпуса 6 поворотной цапфы, состоящего из двух частей. К корпусу привертывается болтами фланец втулки 19, служащей опорой для двух конических роликовых подшипников 3 ступицы 4 колеса.

Крутящий момент передается ступице колеса через шарнир 12 равной угловой скорости, находящийся в сферической чашке; хвостовик 17 этого шарнира соединен со ступицей колеса при помощи фланца 1 с втулкой 2, посаженной на шлицы хвостовика.

Поворотная цапфа вращается вокруг осей шипов 9 на конических роликовых подшипниках 10 с крышками 8 и 18 и регулировочными прокладками.

Внутренняя полость корпуса поворотной цапфы заполняется маслом через масленку 7 до уровня контрольного отверстия, закрываемого пробкой на резьбе. Сальники 5, установленные на корпусе поворотной цапфы и ступице, препятствуют вытеканию смазки наружу.

Корпус поворотной цапфы и верхняя крышка подшипника левой цапфы имеют поворотные рычаги 15 и 16.

Встречаются передние ведущие мосты с неразъемными поворотными цапфами (автомобиль ГАЗ-67Б). В этом случае шипы, образующие шкворень цапфы, крепятся не в сферической чашке, а в корпусе цапфы.

Поворотные цапфы устанавливаются на передней оси так, что передние колеса имеют развал (угол «альфа» на рис. 199, а), вследствие чего расстояния между верхними и нижними частями колес неодинаковы: вверху это расстояние больше, чем внизу.
Рис. 199 — Схемы развала и схождения передних колес и наклона шкворней поворотных цапф:
а — развал колес; б — наклон шкворня назад; в — схождение колес.

Развал колес делается для того, чтобы колеса занимали перпендикулярное положение относительно дороги при наличии зазоров в подшипниках колес, во втулках и шкворнях поворотных цапф, а также при упругих деформациях (прогибах) передней оси под нагрузкой. Кроме того, при развале ступицы колес стремятся прижиматься к внутренним подшипникам, на которых они вращаются.

Шкворни поворотных цапф устанавливаются также не вертикально: они имеют обычно наклон вбок и часто еще наклон назад.

Наклон шкворня вбок (угол «бета» на рис. 199, а) уменьшает плечо действия силы сопротивления движению, что имеет особое значение при наезде на неровности дороги, стремящиеся повернуть колесо вокруг оси шкворня.

Наклон шкворня назад (угол «гамма» на рис. 199, б) способствует стабилизации управляемых колес, т. е. стремлению их вернуться обратно в нейтральное положение. Колеса могут случайно выйти из нейтрального положения под действием сил и моментов, возникающих между колесами и дорогой.

Управляемые колеса сближены спереди так, что расстояние между ободами колес на уровне оси впереди (Б на рис. 199, в) меньше расстояния А сзади; таким образом, колеса имеют схождение (угол «сигма»).

Необходимость схождения колес вызывается тем, что при наличии неизбежных деформаций (изменение формы) и зазоров в деталях рулевого управления и передней оси колеса под влиянием силы сопротивления качению стали бы непараллельны друг другу. Следствием этого был бы сильный износ покрышек и увеличенный расход горючего.

Указанные выше углы установки передних колес различны для автомобилей разных марок, так как величина их зависит от ряда условий, в частности от конструкции рулевого механизма, подвески передних колес, нагрузки, приходящейся на них от веса автомобиля, типа применяемых шин и т.д.

Оси автомобиля

Рама со всеми укрепленными на ней агрегатами и механизмами опирается через рессоры на оси автомобиля. Оси автомобиля через рессоры воспринимают и передают на колеса вес самого автомобиля и вес нагрузки в его кузове, а от колес на раму — толкающие и тормозные усилия.

Передними осями автомобилей со всеми ведущими колесами служат балки ведущих мостов, на цапфах поворотных кулаков которых устанавливаются на подшипниках ступицы колес.

У автомобилей, не имеющих ведущего моста, передняя ось представляет собой стальную балку 7 двутаврового сечения.

Рис. Передняя ось автомобиля КрАЗ-219: 1 — контргайка; 2 — стопорное кольцо; 3 — замочное кольцо; 4 — гайка затяжки переднего подшипника ступицы; 5 — сальник; 6 — поворотный кулак; 7 — балка оси; 8 — площадка для крепления рессоры; 9 и 13 — бронзовые втулки; 10 и 15 — масленки; 11 — гайка шкворня; 12 — шкворень; 14 — упорный шарикоподшипник; 16 и 17 — роликоподшипники ступицы; 18 — ступица колеса; 19 — шип поворотной цапфы; 20 — крышка

К балке жестко крепятся рессоры, при помощи которых она соединена с рамой. Концы балки обрабатываются, и на них при помощи стальных шкворней 12 устанавливаются вильчатые поворотные кулаки 6, которые могут свободно поворачиваться вокруг шкворней в горизонтальной плоскости. Шкворни в обработанных концах оси в большинстве случаев крепятся клиньями с гайками. В некоторых конструкциях средняя часть шкворня и отверстие для шкворня в балке делаются конусными, а шкворень, имеющий на одном конце резьбу, при помощи гайки 11 наглухо затягивается. При этом в верхнее ушко вилки поворотного кулака устанавливается распорная втулка, обеспечивающая свободное вращение поворотного кулака на шкворне. Для уменьшения трения шкворня в ушки вилки поворотного кулака запрессовываются латунные или бронзовые втулки 9 и 13, к которым через масленки 10 и 15 подводится смазка.

Для облегчения поворота колес между осью и нижней вилкой кулака на шкворне ставится упорный шарикоподшипник 14.

Поворотный кулак имеет шип 19, на конце которого нарезана резьба. На этот шип на двух роликоподшипниках 16 и 17 устанавливается и крепится гайкой 4 ступица 18 колеса. Гайка надежно стрцорится шплинтом или замочным кольцом 3 и контргайкой 1 со стрпорным кольцом 2. Во внутреннюю полость ступицы закладывается смазка для подшипников. Вытекание смазки из ступицы при ее нагреве предотвращается сальником 5 и защитным колпаком или крышкой 20.

На автомобилях со всеми ведущими колесами передней осью служит балка переднего ведущего моста. Поворотные кулаки колес в этом случае соединяются шкворнями 12 с шаровой опорой 9, которая своим фланцем при помощи болтов крепится к фланцу кожуха полуоси. Поворотный кулак с закрепленными на нем шкворнями поворачивается во втулках 25.

Внутренняя полость корпуса поворотного кулака заполняется маслом до уровня контрольного отверстия, закрываемого пробкой на резьбе или масленкой. Для предотвращения вытекания масла на корпусе поворотного кулака установлен сальник 11. К корпусу поворотного кулака крепятся поворотные рычаги.

Задней осью всех автомобилей является балка заднего моста, на кожухах полуосей которой устанавлцраются на конических роликоподшипниках ступицы с колесами.