В России автомобили используют во всех отраслях народного хозяйства - промышленности, сельском хозяйстве, торговле и др. Благодаря высокой манёвренности, проходимости и приспособленности к работе в различных условиях, автомобильный транспорт стал одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров.
На современном этапе развития экономики российский автомобильный транспорт, как и в большинстве развитых стран, играет важнейшую роль в обеспечении экономического роста и социального развития государства. За последние годы автомобильный транспорт страны выполняет около 60% перевозок грузов и около 55% перевозок пассажиров, а с учётом личных легковых автомобилей - не менее 65% пассажиров, с тенденцией дальнейшего увеличения этих показателей. Перевозки грузов и пассажиров осуществляют около 450 тыс. предприятий и организаций различных отраслей экономики и индивидуальных предпринимателей. Парк автотранспортных средств для перевозок грузов достиг 4,6 млн. единиц, в том числе в организациях отраслей экономики - 2,6 млн. единиц и в индивидуальной собственности граждан - 2,0 млн. единиц. Для пассажирских перевозок в стране насчитывается более 700 тыс. автобусов. На территории Российской Федерации действуют более 6,1 тыс. междугородных автобусных маршрутов. В этом виде сообщения автомобильный транспорт успешно конкурирует с железнодорожным транспортом. Значительное развитие получил личный легковой транспорт.
Требования к автомобильному транспорту. Перед конструкторами стоит задача по совершенствованию устройства автомобиля, повышению долговечности и экономичности, а также снижению вредных воздействий на окружающую среду, возникающих при их эксплуатации. Для уменьшения нагрузки на оси при одновременном росте грузоподъёмности автомобиля число ведущих осей у грузовых автомобилей было увеличено. Разработаны платформа, способная перевозить в большом количестве разнообразные грузы: гидро- и электроприводы, связанные с автоматизацией управления; комфортабельная кабина с хорошим обзором дороги, снабжённая регулируемым сиденьем, рулевой колонкой и другими приспособлениями, облегчающими труд водителя.
Одной из важнейших проблем, стоящих перед автомобильным транспортом, является повышение эксплуатационной надёжности автомобилей, и снижение затрат на их содержание. Решение этой проблемы, с одной стороны, обеспечивается автомобильной промышленностью за счёт выпуска автомобилей с большой надёжностью и технологичностью (ремонтопригодностью), с другой стороны - совершенствованием методов технической эксплуатации автомобилей; повышением производительности труда, снижением трудоёмкости работ по техническому обслуживанию (ТО) и ремонту автомобилей; увеличением их межремонтных пробегов.
Требования к надёжности транспортных средств повышаются в связи с ростом скоростей и интенсивности движения, мощности, грузоподъёмности и вместимости автомобилей, а также технологической и организационной связью автомобильного транспорта с обслуживаемыми предприятиями и другими видами транспорта.
Перспективы развития автомобильного транспорта. Развитие автомобильного парка в России сегодня чем-то схоже с закономерностями развития автомобильного парка и рынка в странах с развитой автомобильной промышленностью.
Быстрое наращивание парка личных легковых автомобилей и весьма значительные объёмы автомобильных перевозок грузов и пассажиров характеризуют период массовой автомобилизации страны.
1. Основная часть
1.1 Подвеска легкового автомобиля ВАЗ
1.1.1 Назначение, устройство и принцип работы передней подвески автомобиля ВАЗ
Подвеской автомобиля называется совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между несущей системой и мостами или колёсами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на несущую систему и колёса, и затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова автомобиля во время движения. Подвеска, являясь промежуточным звеном между кузовом автомобиля и дорогой, должна быть лёгкой и наряду с высокой комфортабельностью обеспечивать максимальную безопасность движения. Для этого необходимы точная кинематика колёс, высокая информативность управления (не только рулевого), а также изоляция кузова от дорожных шумов и жесткого качения радиальных шин (особенно с низким профилем). Кроме того, надо учитывать, что подвеска передаёт на кузов силы, возникающие в контакте колеса с дорогой, поэтому она должна быть прочной и долговечной. Применяемые шарниры должны легко поворачиваться, быть мало податливыми и вместе с тем обеспечивать шумоизоляцию кузова. Рычаги должны передавать силы практически во всех направлениях, а также тяговые и тормозные моменты, и быть при этом не слишком тяжелыми. Упругие элементы при эффективном использовании материалов должны быть простыми и компактными, и допускать достаточный ход подвески.
Основными требованиями, предъявляемыми к подвеске, являются следующие:
упругая характеристика подвески должна обеспечивать высокую плавность хода и отсутствие ударов в ограничители хода, противодействовать кренам при повороте, "клевкам" при торможении и разгоне автомобиля;
кинематическая схема должна создать условия для возможного малого изменения колеи и углов установки колёс, соответствие кинематики колес кинематике рулевого привода, исключающее колебания управляемых колес, вокруг оси поворота;
оптимальная величина затухания колебаний кузова и колес;
надежная передача от колес кузову или раме продольных и поперечных усилий и моментов;
малая масса элементов подвески и особенно неподрессоренных частей;
достаточная прочность и долговечность деталей подвески и особенно упругих элементов, относящихся к числу наиболее нагруженных частей подвески.
На автомобилях ВАЗ 2109 применена принципиально новая подвеска передних колес типа "качающаяся свеча", называемая также по имени изобретателя подвеской "Макферсон". Пружина в такой подвеске расположена фактически над осью поворотного устройства и нагружена меньше, чем в подвеске двух- рычажного типа. В подвеске есть только один рычаг нижний. Подвеска компактна, имеет малую массу, большой ход колес и более эластична. Плечо обката передней подвески отрицательное, так как точка пересечения оси поворота колеса с полотном дороги лежит за пределами наружной части автомобиля. Это способствует повышению устойчивости автомобиля при торможении, когда левое и правое колеса имеют разное сцепление с полотном дороги, а также уменьшает влияние тяговых сил на рулевое управление.
Подвеска передних колес хорошо согласуется с задней подвеской из двух качающихся в продольной плоскости рычагов, соединенных между собой поперечиной, играющей роль стабилизатора. Упругим элементом в задней подвеске так же, как и в передней, являются винтовые пружины.
С поперечным расположением силового агрегата и подвеской передних колес типа «Макферсон» хорошо компонуется рулевое управление с реечным рулевым механизмом. Оно не требует промежуточных рычагов, компактно и просто по конструкции. Рулевые тяги присоединяются к центральной части рулевого механизма, что позволило упростить конструкцию рулевого привода, так как применяются только два шаровых шарнира. Этот тип рулевого управления обеспечивает небольшое усилие на рулевом колесе (9-12 кгс).
Передняя подвеска состоит из направляющего устройства, упругих и гасящих элементов. Направляющее устройство подвески определяет перемещение колес относительно кузова, а также передает силы и моменты от колес на кузов. К направляющему устройству относятся нижний рычаг 22 подвески и телескопическая стойка 9, соединенные между собой поворотным кулаком 13. Телескопическая стойка дополнительно выполняет функции гасящего элемента. К направляющему устройству относится также штанга стабилизатора поперечной устойчивости, выполняющая одновременно и роль растяжки рычага подвески. Нижний рычаг 22 подвески откован из стали. Он крепится к кронштейну 28 кузова болтом с гайкой и пружинной шайбой. В головку рычага, через которую проходит болт крепления, запрессован резинометаллический шарнир, состоящий из резиновой 31 и металлической 32 втулок. При качании рычага происходит упругая деформация резиновой втулки. Проворачивание втулок 31 и 32 относительно друг друга или резинометаллического шарнира на головке рычага и относительно болта крепления не допускается. Для стабилизации рычага подвески он с одной стороны распирается растяжкой 29, а с другой штангой 25 стабилизатора поперечной устойчивости. Растяжка соединяется с рычагом через два резинометаллических шарнира, запрессованных в отверстия рычага. Резиновая втулка 44 шарнира запрессована между двумя металлическими втулками, и оба шарнира зажаты в отверстии рычага самоконтрящейся гайкой между двумя шайбами 42. Другой конец растяжки соединяется с кронштейном 30, который крепится к кузову тремя болтами. В кронштейне растяжки запрессован резинометаллический шарнир, состоящий из резиновой 41 и металлической 40 втулок. Шарнир зажимается на растяжке самоконтрящейся гайкой между шайбами 42. С обеих сторон растяжки установлены регулировочные шайбы 23, которыми регулируется продольный угол наклона оси поворота. На растяжке с одной стороны выполнен шестигранник, с другой лыски под ключ для удержания растяжки при повороте гаек растяжки. Штанга 25 стабилизатора поперечной устойчивости соединяется с рычагом подвески при помощи короткой стойки 24, имеющей две головки. В нижнюю головку запрессован резинометаллический шарнир, через который проходит болт крепления стойки к рычагу подвески. В другую головку запрессована резиновая втулка, через которую проходит конец штанги стабилизатора. Средняя (торсионная) часть ее крепится к лонжеронам кузова двумя кронштейнами 27, в которых расположены подушки 26. Отверстия в кронштейнах под болты крепления выполнены овальными, что облегчает установку штанги на автомобиль. Наружный конец рычага подвески соединяется через шаровой шарнир 21 с поворотным кулаком 13. Палец шарнира заходит в коническое отверстие рычага и крепится самоконтрящейся гайкой. Шаровой шарнир состоит из неразъемного корпуса 45, в котором залит специальной смолой подшипник 46, изготовленный из низкофрикционной тефлоновой ткани. Он охватывает шаровую головку пальца 47. Внутренняя полость шарнира герметизируется защитным армированным чехлом 48. При сборке шарнира в чехол закладывается смазка ШРБ -4, рассчитанная на весь срок службы шарнира при условии сохранения герметичности чехла. Корпус шарнира крепится снизу болтами к поворотному кулаку 13. Верхняя часть поворотного кулака крепится к кронштейну 12 телескопической стойки двумя болтами. Верхний болт 11 имеет эксцентриковый поясок и лыску, на которую устанавливается эксцентриковая шайба 10. Оба эксцентрика упираются в отбортовку щек кронштейна, а цилиндрическая часть болта проходит через отверстия кронштейна и поворотного кулака. Такое крепление обеспечивает перемещение поворотного кулака относительно кронштейна стойки при повороте верхнего болта. Этим самым рещлируется развал передних колес. В полости поворотного кулака устанавливается двухрядный шариковый подшипник 20 закрытого типа с "вечной" смазкой. Он фиксируется в поворотном кулаке двумя стопорными кольцами 16. На подшипнике вращается ступица переднего колеса, которая при помощи шлиц соединяется с хвостовиком 18 корпуса шарнира привода колеса. Крепится ступица гайкой, под которую устанавливается упорная шайба. Снаружи полость ступицы закрывается колпаком 17. Изнутри полость кулака защищена от загрязнения грязеотражательными кольцами, одно из которых приварено к корпусу шарнира, а другое к поворотному кулаку. За счет перекрытия колец образуется лабиринтное уплотнение. К приливам кулака крепится болтами защитный кожух 14 тормозного диска 15. Диск соединяется со ступицей двумя установочными штифтами 19. Телескопическая гидравлическая стойка 9 верхней частью соединяется эластично с кузовом, а нижней с поворотным кулаком. На телескопической стойке установлены: пружина 5, пенополиуретановый буфер 3 хода сжатия и верхняя опора 1 в сборе с болтами крепления. Пружина устанавливается между верхней 2 и нижней 6 опорными чашками. Нижняя чашка приварена к стойке подвески, верхняя крепится вместе с опорой 1 на штоке стойки. Буфер 3 устанавливается на штоке в сборе с защитным кожухом, который предохраняет шток от механических повреждений. Верхняя опора 1 обеспечивает эластичную связь стойки с кузовом и является одной из точек, относительно которой происходит поворот оси колеса. Опора состоит из наружного 34 и внутреннего 35 корпусов, между которыми зажата износостойкая резина 37. Во внутренний корпус опоры запрессован упорный шариковый подшипник 36. Верхняя опора в сборе с ограничителем 38 крепится на штоке самоконтрящейся гайкой.
На автомобиле ВАЗ 2109 установлена торсионно-рычажная подвеска задних колес. Направляющим устройством подвески являются два продольных рычага 2, соединенных между собой упругим соединителем 19. Так как соединитель значительно смещен вперед от оси колес, то по своим кинематическим свойствам подвеска соответствует независимой подвеске на продольных рычагах. Независимость хода каждого колеса обеспечивается за счет скручивания усилителя, имеющего U-образное сечение, которое обладает большой жесткостью на изгиб и малой - на кручение.
Продольные рычаги 2 выполнены из трубы. Они приварены к соединителю 19 через усилители рычагов и образуют вместе с соединителем единую балку, шарнирно подвешенную через кронштейны 3 к кузову. Каждый рычаг подвески спереди имеет втулку, в которую запрессован резинометалличе-ский шарнир 32, состоящий из резиновой 4 и металлической 5 втулок. Через распорную втулку 5 проходит болт 6, соединяющий рычаг подвески со штампованным кронштейном 3, который крепится к кронштейну 7 кузова приварными болтами с гайками и шайбами. На болт крепления рычага навертывается самоконтрящаяся гайка. К задней части рычагов приварены кронштейны 31 с проушинами для крепления амортизаторов и фланцами 29 для крепления болтами оси 20 ступицы заднего колеса и щита тормозного механизма заднего колеса.
Упругие элементы подвески состоят из пружины 12 и буфера 14 хода сжатия. Пружина выполнена из пружинной стали круглого сечения. Она установлена на амортизаторе 18 и опирается нижней частью на чашку 17, а верхней - в опору 9, приваренную к внутренней арке кузова. Нижняя опорная чашка пружины приварена к амортизатору. Между пружиной и верхней опорой установлена изолирующая резиновая прокладка 11.
Пружины задней подвески, как и передней, под контрольной нагрузкой по длине делятся на два класса - А и Б. Пружины класса А маркируются желтой краской по внешней стороне средних витков, класса Б - зеленой.
