Шасси транспортного средства: назначение, классификация, комплектность

Грузовой автомобиль является сложным механизмом. Ходовая часть или шасси является «фундаментом» любого транспортного средства. Она обеспечивает комфорт и безопасность движения. В условиях растущих требований к экологичности, экономичности и динамическим характеристикам грузовых автомобилей, шасси становится объектом пристального внимания инженеров и разработчиков.

Шасси транспортного средства

Если представить автомобиль как живой организм, то шасси — это его скелет, к которому крепятся все остальные системы: двигатель, трансмиссия, кузов и т.д. Хотя корректней называть это ходовая часть автомобиля. Поскольку под «автомобильным шасси» часто подразумевают грузовой автомобиль с двигателем, кабиной, но без надстройки.

Ходовая часть называется так, поскольку она обеспечивает подвижность автомобиля. Кроме того, функция шасси – обеспечивать безопасность и принимать на себя все нагрузки. От его качества зависит насколько надежным и безопасным будет грузовик.

Из чего состоит шасси

Шасси грузового автомобиля — это не единый узел. Ходовая часть состоит из нескольких основных узлов и агрегатов: рамы, подвески, мостов, тормозной системы. Стоит отметить, что существуют безрамные транспортные средства. В них несущих является кузов. Такое решение иногда используют в лёгком коммерческом транспорте и автобусах.

Рама транспортного средства

Рама является несущей конструкцией, на которой крепятся все остальные элементы шасси. Она должна выдерживать большие нагрузки и обеспечивать жёсткость конструкции. Поэтому её изготавливают из высокопрочных сталей или алюминиевых сплавов. Сталь обеспечивает надежность, а алюминий снижает вес конструкции.

Рамы коммерческих автомобилей бывают двух основных видов: хребтовая и лонжеронная. Последнюю ещё называют лестничной, поскольку она состоит из двух продольных балок (лонжеронов), соединенных поперечинами. Это классический вариант для грузовиков, обеспечивающий высокую прочность и надёжность.

Хребтовая рама имеет центральную несущую балку, к которой крепятся все остальные элементы. Такая конструкция легче, но менее устойчива к нагрузкам.

Подвеска

Подвеска автомобиля – это система, которая смягчает удары от неровностей дороги. Существует несколько её типов, каждая из которых имеет свои характеристики и особенности.

• Рессорная: состоит из металлических листов разной длины, определённой толщены. Это самая простая, надёжная, но и менее комфортная подвеска.
• Пневматическая: в ней используются специальные воздушные подушки. Она обеспечивает плавность хода, может регулировать степень жёсткости и дорожный просвет.
• Гидравлическая: для смягчения ударов в ней используется специальная жидкость. Она наиболее эффективно справляется с дорожными неровностями, но и является самой дорогой.

В коммерческих автомобилях, особенно в грузовиках, в основном используются первые два вида подвески – рессорный и пневматический.

Мосты

Мосты — это элементы автомобиля, которые соединяют два противоположных колеса и крепят их к раме. Если они передают крутящий момент от двигателя, то являются ведущими, если обеспечивают поворот колёс – управляемыми.

Ещё мосты бывают подруливающими. При повороте они слегка разворачивают колёса в сторону поворота, уменьшая тем самым радиус. Они не относятся к категории управляемых, поскольку подруливание происходит за счёт их конструкции, а не воздействия рулевого механизма.

Конструкция мостов включает в себя дифференциал, балки, полуоси, ступицы.

Тормозная система

Тормозная система — это важнейший элемент безопасности, который обеспечивает остановку и фиксацию автомобиля на месте. Она состоит из механизмов и привода. Механизмы бывают двух типов: барабанные и дисковые. Первые работают за счёт прижимания колодок к внутренней части барабана, в котором они установлены. Их недостатком является слабая система охлаждения.

Дисковые тормоза работают за счёт зажимания тормозного диска колодками с обеих сторон. Они лучше вентилируются, что не даёт нагреваться колодкам до критической температуры. Однако их конструкция подвержена воздействию окружающей среды из-за открытости механизмов.

К приводу относится система увеличения тормозного усиления, антиблокировочная система тормозов (ABS), а также динамической стабилизации. На заре автомобилестроения, тормозная система приводилась в действие механическим способом. Колодки приводились в движение с помощью тросов, передававших усилие с педали тормоза. Чтобы остановить грузовик водителю приходилось прикладывать немалые усилия.

Технологическое развитие помогло повысить эффективность тормозов и одновременно снизить усилие, прикладываемое водителем к педали. В грузовых автомобилях, да и других транспортных средствах, применяются пневматический или гидравлический привод. В некоторых случаях используется и электрический.

Классификация шасси грузовиков

Множество вариантов комплектации привели к необходимости классификации ходовой части. Она различается:

• по количеству осей;
• типу подвески;
• назначению;
• конструкции;
• другим параметрам.

По конструкции коммерческий транспорт делится на рамное или кузовное шасси. В первом случае подразумевается отдельная рама, на которую крепятся остальные детали, включая кузов. Во втором – кузов и рама объединены в одну конструкцию, что позволяет снизить вес конструкции. Однако такое решение снижает прочность и, соответственно, грузоподъёмность техники. Оно применяется в основном для выпуска лёгких коммерческих машин.

В зависимости от количества мостов, установленных на автомобиле, грузовики делятся на двухосные, трёхосные, четырёхосные и многоосные (которых пять и более осей). Наиболее распространёнными являются двух- и трёхосные автомобили. Остальные применяются для изготовлении спецтехники высокой грузоподъёмности.

По типу подвески выделяют рессорные грузовики, которые предназначены для работы в тяжёлых условиях. Благодаря своей простате, она позволяет оперативно решить возникшие неполадки, чего нельзя сказать о пневматической.

Пневмоподвеска предназначена для комфортной доставки грузов. Она позволяет регулировать клиренс (высоту дорожного просвета под машиной) и жёсткость, когда это необходимо. Основными типами грузовиков для её установки являются седельные тягачи, которые постоянно используют возможность немного опустить седло при зацеплении полуприцепа.

Существует также гидравлическая подвеска. Но за счёт высокой себестоимости она применяется на специализированной технике.

Также шасси подразделяются на универсальные и специализированные. У последних может быть увеличена прочность конструкции, увеличена длина рамы, установлены дополнительные узлы или оборудование.

Особенности шасси грузовых автомобилей и их применение

Каждый тип ходовой части грузовых автомобилей имеет свои преимущества и недостатки. В зависимости от предполагаемых дорожных условий эксплуатации, вида грузов, требований к манёвренности и других факторов, производитель решает какое шасси использовать.

Например, манёвренность автомобиля можно повысить за счёт более короткой базы. Однако для некоторых видов грузовиков, например, автомобильного крана, такое решение не всегда подходит. На помощь приходят управляемые мосты, которые также позволяют уменьшить радиус поворота.

Рессорные шасси просты в конструкции и обслуживании, но имеют низкую плавность хода. Для строительного самосвала это нормально, в вот на седельном тягаче предпочтительней использовать пневматическую подвеску, вместо рессор. Она обеспечит более комфортные условия работы, высокую плавность хода по автомагистралям, но при этом стоит дороже и сложнее в обслуживании.

Если груз тяжёлый, то необходимо использовать шасси с высокой грузоподъёмностью и усиленной рамой. Да и количество мостов придётся добавить, чтобы не превышать требования к нагрузкам на ось. Если же необходимо перевозить небольшие грузы между розничными точками – удобней использовать малый коммерческий транспорт, например, фургон на кузовном безрамном шасси.

Такая вариативность объясняется широкой линейкой техники, относящейся к коммерческому транспорту. Сюда относятся небольшим развозным автомобилям вроде Лада Ларгус, крупнотоннажные самосвалы, седельные тягачи, а также специальные многоосные шасси, предназначенные для установки различного оборудования.

Тенденции развития шасси для грузовых автомобилей

Автомобилестроение активно развивается. Это касается и технических решений при изготовлении ходовой части автомобилей. Тенденция на роботизацию и снижение выбросов вредных веществ в атмосферу требует от конструкторов новых решений. Условно их можно разделить на три основных направления: использование новых материалов, автоматизация и электрификация.

Замена традиционных двигателей на электрические влечёт изменение конструкции рамы под установку аккумуляторных батарей. В конструкции мостов включаются электродвигатели привода колёс, меняется схема работы тормозных систем. При автоматизации транспорта добавляются системы управления, которые могут автоматически регулировать работу подвески, тормозов, привода и управление колёс.

Производители всё чаще используют композитные материалы и новые алюминиевые сплавы, чтобы снизить вес шасси без потери прочности. Используют аддитивные технологии 3D печати для создания некоторых детали.

Всё это меняет отрасль автомобилестроения и подход к производству узлов транспортных средств. Будущее грузового транспорта — за инновациями, но шасси по-прежнему будет играть в этом ключевую роль.