Как сделать, чтобы ходовая "ходила"?
Эксплуатация грузовых автомобилей сопровождается процессами изнашивания, физическим и моральным старением. Если не поддерживать машины в исправном состоянии, своевременно и качественно не проводить техническое обслуживание, пренебрегать "консервированием" при долгом простое грузовиков, то технико-экономические показатели использования машин будут стремительно снижаться.
Основным несущим элементом в большинстве конструкций грузовых машин является рама. Но существуют и безрамные транспортные средства, где несущим является кузов. Такие конструкции часто можно встретить в компоновке автобусов.
Рамы грузовиков имеют в основном "лестничную" конструкцию. Схематично она представляет собой две продольные балки, называемые лонжеронами, которые соединены между собой поперечными перемычками.
Хребтовая конструкция рам является более сложной и дорогой и применяется она в тех моделях, где предполагаются значительные усилия на скручивание. Внутри "хребта"-трубы проходит карданный вал, картер заднего моста является элементом рамы, подвеска независимая. Традиционно такая конструкция используется в грузовиках Tatra.
Обычно для изготовления лонжеронов используется гнутый П-образный швеллер "корытного" типа. Каждый автопроизводитель выбирает материал, который, видимо, наилучшим образом отвечает эксплуатационным требованиям данного автомобиля. В ЗИЛах устанавливают лонжероны из стали 30Т, в ГАЗах используется сталь 25, КамАЗ делает их из стали 15ГЮТ, а МАЗ применяет сталь 19ХГС.
Для поперечин, которые связывают лонжероны и усиливают конструкцию рамы, иногда применяют толстостенные трубы, но чаще гнутый профиль той же "корытной" конфигурации. Но в отличие от лонжеронов толщина листа поперечин обычно не превышает 8 мм. Места расположения, конфигурация и число поперечин увязываются с расположением различных агрегатов автомобиля. Обычно их монтируют в местах установки кронштейнов подвески и там, где устанавливается силовой агрегат машины. Участки рам, подвергающиеся максимальным нагрузкам, обычно усиливают. Шасси, предназначенные для производства спецтехники, оснащаются более прочными, усиленными рамами, ведь они должны выдерживать большие нагрузки. Особенно это касается грузоподъёмной техники.
Элементы рам грузового транспорта соединяются заклёпками. Это значительно надёжнее сварного соединения и не требует периодической подтяжки креплений, как при болтовом соединении. Кроме того, применение заклёпок упрощает процессы заводской сборки и последующий ремонт рам.
Управляемые передние колёса передают раме через подвеску продольные и боковые силы, которые возникают в процессе движения автомобиля. Передняя ось представляет собой стальную кованую двутавровую балку с отогнутыми вверх концами. Такой прогиб балки вниз нужен для более низкой установки двигателя. На концах оси-балки имеются проушины, в которые устанавливаются шкворни, соединяющиеся с поворотными цапфами колёс. На ось поворотной цапфы насаживается ступица колеса. Колесо должно свободно вращаться, что обеспечивается парой конических подшипников, установленных на оси поворотной цапфы. Фиксирует ступицу наружная гайка со стопорным шплинтом. Она же позволяет регулировать затяжку подшипников во время эксплуатации.
Для снижения нагрузки на подшипники концы цапф немного опущены вниз. Величина наклона относительно осевой линии является величиной развала колёс. А чтобы при движении не возникало проскальзывания колёс, концы осей поворотных цапф не только смещают по вертикали, но и выставляют под некоторым горизонтальным углом. Передний край колёс как бы слегка поворачивают друг к другу, устанавливая определённую величину "схождения". Параметры схождения и развала колёс необходимо обязательно систематически проверять и, при необходимости, регулировать, т. к. в процессе эксплуатации, с износом отдельных деталей ходовой части, положение колёс меняется.
Задняя ось сообщает раме, через подвеску, толкающие усилия, которые создают установленные на этой оси ведущие колёса. Их, а также значительные усилия от действия тормозной системы, задняя ось воспринимает в режиме движения. Ступица заднего колеса монтируется, как и ступица переднего колеса, на двух конических подшипниках и удерживается от сползания с оси шплинтуемой или стопоримой гайкой. Задние колёса устанавливаются на полуосях, выходящих из картера главной передачи заднего моста.
Подвеска, являющаяся неотъемлемой частью ходовой, представляет собой упругую промежуточную конструкцию, соединяющую несущий элемент с колёсами автомобиля. Зависимые подвески используются в двухосных грузовиках, а также в конструкциях подрессоривания 3-х и 4-осных шасси. Там, где мосты близко расположены друг от друга. Более прогрессивной является независимая подвеска. В ней каждое колесо подвешено к несущей конструкции независимо от других колёс. Естественно, такая схема подвески значительно дороже, но существенно повышает устойчивость автомобиля в целом. Сегодня получили распространение пневматические и гидравлические подвески, которые позволяют водителю регулировать высоту пола или дорожный просвет. Конструкции комбинированных подвесок, например, комбинация листовой рессоры и пружины, либо дополнительных резиновых или пневматических элементов, существенно корректируют упругие характеристики подвески.
В конструкциях современных грузовиков рессоры и амортизаторы крепятся к раме совместно с кабиной. Это позволяет уменьшать влияние перекосов рамы на конструкцию кабины в процессе эксплуатации автомобиля.
Кроме того, необходимо периодически проверять взаимное положение передней и задних осей. Паспортное взаимное положение элементов ходовой существенно влияет на работу грузового автомобиля, начиная от нормального вращения колеса на дороге и более устойчивого положения машины на трассе до снижения сроков износа шин и экономии ГСМ.
Рама - на что обратить внимание
На техническое состояние грузовых машин влияют, прежде всего, условия работы: характер дорожного покрытия, соблюдение требований эксплуатации, особенно в части, касающейся соблюдения максимальной грузоподъёмности. Немаловажное значение имеет и уровень технического сервиса при проведении ТО и ремонтов, а также квалификация водителей и работников сервисных служб. И, конечно же, качество используемых запасных частей.
Главным элементом ходовой, безусловно, является несущая рама. Основные дефекты, которые возникают в процессе эксплуатации в элементах рам, - это погнутость, скрученность и трещины.
Требования к конструкции очень жёсткие. Перекос полок рамы допускается не выше 7 мм на всю длину балки и не более 2 мм на 1 м. Отклонение перпендикулярности поперечин к лонжеронам не должно превышать 2 мм на 1 м.
Ремонт заключается в разборке рамной конструкции, полной или неполной. Частично раму разбирают, только если ослабло не более одного клёпаного соединения в каждом сопряжении, обнаружились отдельные незначительные трещины или же имеются небольшие местные прогибы полок. Во всех остальных ситуациях, когда рама требует ремонта, она разбирается полностью.
Заклёпки срезают газовой горелкой или срубают пневмозубилом. Прогибы балок устраняются путём правки в холодном виде на гидропрессе, контролируя рихтовку линейками или шаблонами. При ремонте трещин сначала определяют их границы. Если трещина короткая, незначительная, то её прорезают, разделывают ручной шлифовальной машинкой, а затем прорезанный участок наплавляют электродами постоянного тока, например, УОНИ 13/55.
Важно при сварке не допускать местного перегрева ремонтируемого участка, чтобы раму "не повело".
"Разбитые" отверстия после удаления заклёпок заваривают, подкладывая снизу медную пластину, затем зачищают поверхность сварки и сверлят новые отверстия. Ремонтные отверстия нужно сверлить диаметром, на 1 мм меньшим требуемого, а затем, используя пресс, развивающий усилие 200-400 кН, "раздавить" до необходимого диаметра специальным инструментом - дорном.
Часто трещины оказываются значительного размера, да ещё и пересекают отверстия под заклёпки. В этом случае вырезается повреждённый участок полки или рамы, а вместо него вставляется новый фрагмент такой же формы и размера, как и вырезанный. Вваривается фрагмент только встык. Причём положенный шов не должен выступать более чем на 2 мм над плоскостью лонжерона.
Установка дополнительных ремонтных деталей внахлёст не допускается.
На одной продольной балке соединение сварочным швом можно использовать не более 3 раз, в т. ч. и заваривание трещины. Считается, что лонжерон, имеющий трещины, выходящие на вертикальную стенку, ремонту не подлежит. Аналогично и лонжерон, уже имеющий накладку или корытообразную вставку, в случае возникновения потребности в установке других вставок, подлежит полной замене.
Сборку рамы нужно производить на специальном стенде. При установке заклёпок формировать головку заклёпки лучше гидравлическим инструментом, но для выполнения этой операции есть и пневматические устройства. Используя пневматику, заклёпку необходимо нагревать, чтобы уменьшить необходимое усилие на расклёпывание. При использовании гидравлического инструмента заклёпки предварительно отжигаются.
Подвеска - одна из наиболее нагруженных частей машины
Интенсивному износу в подвеске подвергаются упругие элементы - листовые рессоры, цилиндрические пружины, торсионы, работающие на скручивание, а также различные неметаллические конструкции, обеспечивающие работу подвески за счёт упругости резины, сжатого воздуха или жидкости. Для гашения амплитуды колебаний кузова и колёс, при наездах на неровности дорожного покрытия, используются амортизаторы, которые тоже относятся к деталям, состояние которых необходимо систематически контролировать.
Передняя ось чаще всего дефектуется по причине погнутости балки, которая возникает либо при наездах на выступающие преграды на пути грузовика, либо в результате повышенной нагрузки, действующей при износе других элементов ходовой, контактирующих с передним мостом.
Для узла передней оси характерен износ шкворневых соединений, самих шкворней, отверстий под шкворни в кулаках балки, разбивка посадочных мест под обоймы подшипников в ступицах передних колёс. Всё это в конечном итоге ведёт к ухудшению управляемости автомобилем, повышенному износу шин и топлива.
К ускоренному износу колёс ведёт также возникновение трещин или разломов листов рессор. В таких случаях рессору разбирают и меняют листы с дефектами. При длительной эксплуатации с перегрузами рессора может вообще потерять свойства упругости. В этом случае листы, для восстановления свойств, отжигают, выгибают, затем закаливают и производят отпуск до требуемой твёрдости. Более эффективным является метод дробеструйной обработки. С его помощью можно восстанавливать жёсткость не только рессорных листов, но также торсионов и пружин. В специальной установке струя чугунной или стальной дроби ?0,6-0,9 мм направляется на восстанавливаемую деталь со скоростью 100 м/с. Происходит упрочнение наклёпом, после чего срок службы рессор увеличивается, в среднем, в четыре, а спиральных пружин - в 2,5 раза.
При проверке крепления рессор, а это нужно делать регулярно, особое внимание следует уделять степени затяжки гаек стремянок, а также степени износа втулок, через которые крепятся рессоры.
Рессора не должна иметь продольного сдвига, который чаще всего возникает при срезании центрального, стягивающего рессору, болта.
Главной "бедой" амортизаторов является потеря герметичности, что выражается в появлении подтеков амортизаторной жидкости на корпусе и, как следствие, потере амортизирующих свойств. В основном причиной этого является износ сальников, шарнирных соединений, клапанов и пружин. Уплотнения, а также детали с трещинами и задирами восстановлению не подлежат и заменяются новыми.
Колёса - посредник между машиной и дорогой
Дефекты колёс на 99% являются следствием их неправильной эксплуатации. Треснутые диски, погнутости краёв обода, повреждения бортовых и замочных колец - всё это следствие невнимательной езды или небрежных действий при замене колёс. Продлить срок службы резины поможет и перестановка колёс с передней оси на заднюю, в соответствии со схемой перестановки, через каждые 7-10 тыс. км. Причём запасное колесо также должно участвовать в процессе перестановки.
"Разбитые" отверстия под шпильки или болты крепления являются следствием недостаточной затяжки резьбовых соединений при установке колёс, а биение колеса - результатом небрежного монтажа покрышки или установки шины на неисправный, повреждённый обод. Хотя это может быть вызвано и дисбалансом колёс. Дисбаланс - очень опасное явление, оно приводит к быстрому износу шин, "разбалтыванию" элементов подвески и рулевого управления, отрицательно сказывается на устойчивости машины, особенно при прохождении поворотов. Монтировать резину нужно на обод правильной круглой формы, не имеющий забоин или вмятин, а перед установкой колёс на машину необходимо производить их балансировку.
Наибольшее распространение получил метод балансировки с помощью установки на колеса грузиков. На балансировочном стенде задаются параметры колеса. После нескольких оборотов электроника выдаёт информацию о массе и месте, где необходимо установить грузики, а работник сервиса набивает или приклеивает их на обод. В большинстве сервисных центров колесо на балансировочных стендах устанавливается по центральному отверстию. Но немецкая компания Haweka разработала специальные адаптеры, позволяющие базировать его по крепёжным отверстиям. По мнению специалистов компании, такое центрирование более точно передаёт реальную работу колеса на дороге.
Споры о том, какой способ - по не изнашиваемому центральному отверстию или по "разбитым" крепёжным отверстиям - правильнее, в среде автомобилистов идут уже не один год.
Некоторые сервисные центры предлагают балансировку, в основе которой - использование электростатических гранул. Балансировочный бисер - шарики до 1 мм диаметром - засыпается через стандартный вентиль без разбортовки колёс. При движении гранулы гибко реагируют на постоянно меняющиеся нагрузки в элементах колёсной системы и даже на появляющиеся дополнительные нагрузки, такие как "прилипающие" куски льда, грязи или камни в протекторе. Такая "автоматическая" регулировка позволяет водителю не думать о балансировке в течение всего срока эксплуатации колеса. По словам приверженцев данной технологии, она увеличивает срок службы автошин, уменьшает расход топлива, а также снижает износ деталей, вызываемый вибрацией, т. к. применение гранул существенно снижает это физическое явление. В Европе и Америке такие технологии работают на грузовом транспорте более 15 лет. Для широкого распространения у нас, видимо, нужно, чтобы цена на балансировку этим способом была сопоставима с традиционными методами. Экономию "по кругу" мы, видно, считать пока не научились. А скупой, как известно, платит дважды.
Фото: Scania
ТЕХНО-magazine
