Требования к несущим системам

НЕСУЩИЕ СИСТЕМЫ

Назначение несущей системы

Несущей системой автомобиля принято называть остов, который соединяет между собой все его части. Это может быть либо отдельная конструкция, рама, на которую устанавливаются кузов и агрегаты автомобиля (двигатель, механизмы трансмиссии, ведущие и управ­ляемые мосты, подвеска и т.п.), или сам кузов. Раму автомобиля с установленными на ней агрегатами часто называют шасси. Под словом «кузов» в автостроении в большинстве случаев понимают вместилище, объем, пространство для размещения основного объ­екта перевозок. Кузова пассажирских автомобилей - легковых и автобусов — служат для размещения людей и оборудуются сиденьями разных видов, в зависимости от типа автомобиля, и различными системами обеспечения комфорта для водителя и пассажиров. Кузова грузовых автомобилей, в связи с большим разнообразием перево­зимых грузов, могут быть весьма разнообразными по форме, кон­струкции и оборудованию. У легковых автомобилей и автобусов кузов чаще всего служит и несущей системой, и непосредственно на нем, в предусмотренных для этого местах, устанавливаются все агрегаты и узлы машины. Несущая система определяет целостность автомобиля и воспринимает различные виды нагрузок: нагрузки, связанные с воздействием веса узлов и агрегатов, установленных на ней, а также веса пассажиров и груза, и динамические нагрузки, возникающие при движении автомобиля по неровной дороге и при изменении режимов движения. В исключительных случаях, например при дорожно-транспортных происшествиях, несущая система восп­ринимает и нагрузки аварийного характера.

Таким образом, основное назначение несущей системы состоит в объединении в единое целое всех частей автомобиля в процессе его функционирования.

Требования к несущим системам

Из основного назначения несущей системы - объединение в единое целое всех частей автомобиля - вытекают главные требования к ней — прочность и жесткость. Под прочностью понимают способность несущей системы воспринимать эксплуатационные на­грузки без поломок системы в целом или ее элементов, а под жесткостью - способность сохранять свою форму без остаточных деформаций и без недопустимых упругих деформаций при воздей­ствии тех же нагрузок.

В части прочностных свойств несущей системы наибольшее значение имеет усталостная прочность, поскольку она определяет срок службы системы, а часто и всего автомобиля, до предусмот­ренного нормативными документами на автомобиль капитального ремонта или списания. Таким образом, усталостная прочность (дол­говечность) несущей системы должна быть достаточной для обес­печения межремонтного или полного пробега автомобиля, но не должна быть слишком большой, поскольку это означало бы, что при конструировании в элементы несущей системы заложен из­лишний запас прочности, излишний материал, что сказалось бы на увеличенной массе, которую пришлось бы перевозить в течение всего срока службы автомобиля.

Статическая прочность несущей системы, ее способность восп­ринимать единовременные эксплуатационные нагрузки без поломок и остаточных деформаций, безусловно, должна быть достаточной, но в то же время при стандартных динамических воздействиях на автомобиль, имитирующих аварии (например, лобовое столкнове­ние), несущая система должна деформироваться таким образом, чтобы поглотить энергию удара и уменьшить динамические нагрузки до предусмотренных нормативными документами величин. С этой точки зрения деформация несущей системы и связанная с ней деформация кузова должна быть возможно большей, но в то же время внутри кузова должен сохраняться объем («пространство вы­живания»), достаточный для того, чтобы водитель и пассажиры травмировались в наименьшей степени и имели наибольшие шансы на сохранение жизни.

В части жесткости требования к несущим системам грузовых и легковых автомобилей существенно отличаются.

Жесткость кузова пассажирского автомобиля, легкового или ав­тобуса, должна быть возможно большей, чтобы кузов уверенно противостоял изгибам и перекосам.

К несущей системе грузового автомобиля, роль которой обычно играет рама, предъявляются иные требования. Если изгибная жест­кость рамы, т.е. способность противостоять изгибающим нагрузкам в вертикальной и горизонтальной плоскости, должна быть доста­точно большой, то крутильная жесткость, т.е. способность проти­востоять скручивающим нагрузкам при движении, например, по дороге с большими неровностями, напротив, не должна быть из­лишней. Конечно, имеются конструктивные возможности получить большую крутильную жесткость рамы, но это влечет за собой зна­чительное утяжеление конструкции в целом, поскольку в ее жестких

узлах возникали бы высокие механические напряжения и, соот­ветственно, поломки. Относительно податливая на кручение рама деформируется без появления больших напряжений в ее узлах. К раме грузового автомобиля крепятся агрегаты и узлы, и в ряде случаев деформация рамы могла бы вызвать в корпусах этих агрегатов нежелательные нагрузки. Чтобы избежать этого, предусматривается упругое закрепление агрегатов, и они имеют крепление в трех точках. В этом случае перекосы рамы не могут вызвать соответствующих перекосов агрегатов. Таким образом закрепляется на раме грузового автомобиля, например, кабина или двигатель с коробкой передач.

Выше упоминалось о том, что долговечность несущей системы должна соответствовать долговечности автомобиля в целом. При изготовлении деталей, входящих в несущую систему, чаще всего применяется низкоуглеродистая сталь, которая легко штампуется и сваривается. Но сталь подвержена коррозии. Кузов легкового автомобиля, например, выходит из строя обычно именно из-за коррозионного разрушения. Чтобы повысить долговечность несущей системы, предусматривается покрытие различными защитными со­ставами, которые предохраняют металл от воздействия влаги и солей. В ряде случаев для изготовления основания кузовов легковых ав­томобилей применяют оцинкованный металл или подвергают цин­кованию собранный кузов. Следовательно, одним из требований к несущей системе является ее достаточная стойкость к воздействиям окружающей среды.

Таким образом, требования к несущей системе во многом про­тиворечивы и требуют при ее конструировании высокого уровня инженерного искусства. При разработке конструкции несущей сис­темы и определении ее расчетной долговечности при движении автомобиля по различным дорогам применяются методы модели­рования напряжений в элементах конструкции с помощью ЭВМ.

Дата добавления: 2015-08-05