Мосты автомобиля, классификация

Мосты автомобиля объединяют несущую систем транспортного средства с колесами, играют роль промежуточного звена между кузовной частью и двигателем.

Они отличаются по конструкции, расположению, назначению, типу подвески и иным признакам. Ниже рассмотрим назначение таких механизмов, приведем их классификацию, поговорим о требованиях к ним и функциональных особенностях редукторов.

Назначение мостов

Мост автомобиля — комплекс узлов, предназначенных для удерживания рамы и кузовной части, а также передачи момента на колеса, а далее на рамную часть транспортного средства. По сути, это металлические балки с дополнительными механизмами или без них. Мосты принимают на себя:

• Усилия, которые возникают между двигателем и системой: поперечные, продольные, вертикальные.
• Моменты, появляющиеся при контакте колес с дорожным покрытием. Далее они передаются к подвеске машины.

Главное отличие моста состоит в наличии балки, которая связывает колеса на одной оси. Число таких узлов на одном транспортном средстве может быть от одного и более.

Но есть машины, в которых вообще отсутствует мост, когда колеса связываются друг с другом и ходовой частью с помощью элементов, не формирующих самостоятельную конструкцию. В таких обстоятельствах речь идет только о подвеске.

Требования к мостам

Важно

К автомобильным мостам предъявляется ряд требований, ориентированных на безопасность применения транспортного средства.

В основным стоит отнести:

• Небольшой вес. Вся или часть конструкции моста не подразумевает применение рессор. Следовательно, снижение массы повышает уровень комфорта и плавность движения.
• Минимальные габариты по вертикали. Характеристика сказывается на размерах клиренса и, соответственно, проходимости транспортного средства. Дополнительно этот параметр влияет на уровень пола.
• Жесткость. Мост используется для фиксации колес. От правильности крепления зависит степень износа и управляемость автомобилем. Даже небольшие искривления балки в процессе эксплуатации могут привести к ухудшению характеристик и повреждению других механизмов.
• Прочность. Выполнение этого требования очень важно, ведь оно сказывается на безопасности эксплуатации транспортного средства.
• Учет компоновки авто. При изготовлении моста должны учитываться конструктивные особенности других элементов. Это значит, что механизм не должен мешать перемещению узлов по вертикали / горизонтали в границах несущей части.

Особые требования могут предъявляться и к определенным типам механизмов. К примеру, для ведущего моста автомобиля это передача крутящего момента к колесам и его увеличение, передача инерции кузова к колесам и т. д.

Классификация мостов

При изучении мостов автомобиля важно учесть их классификацию по базовым критериям: назначение, расположение, конструкция и тип подвески. Рассмотрим каждый из видов подробнее.

По назначению

Рассматриваемые механизмы отличаются по назначению и бывают следующих типов:

1. Ведущие. В задачу входит соединение колес ведущий оси, а также передача момента от силового агрегата, тормозных и иных усилий. В конструкцию входят полуоси, ступицы колес, главная передача и ее картер, тормозной барабан и т. д. Если ведущий мост работает на гидравлическом или электрическом принципе, конструкция может отличаться. В зависимости от автомобиля ведущий мост размещается на передней / задней оси или сразу на обеих.
2. Управляемые.Конструктивно имеют в составе элементы рулевой системы, что улучшает управляемость транспортного средства. При этом функция остается неизменной — соединение колес. Может находиться на передней / задней оси. Количество бывает от одного и более. Чаще всего управляемый мост располагается спереди, что актуально для спецтехники, а вот у транспорта коммунальщиков более популярно заднее расположение.
3. Комбинированные. По названию понятно, что такие устройства объединяют в себе задачи и особенности рассмотренных выше типов. Комбинированные мосты наиболее востребованы в легковых машинах с передним приводом. Они имеют дифференциал и главную передачу, а приводное усилие передается с применением ШРУСа. Внутренние узлы обеспечивают вертикальное перемещение, а внешние — поворот колеса.
4. Поддерживающие. Представляют собой балку с находящимися с двух сторон ступицами колес. В задачу механизма входит передача нагрузок по вертикали и команд от тормозной системы. Такая конфигурация, как правило, применяется на задней оси машин с передним приводом. Она отличается конструктивной простотой и надежностью. Кроме того, подобные устройства используются в прицепах / полуприцепах для увеличения характеристик по перевозке грузов за счет более равномерного распределения веса по поверхности.
5. Проходные. Вид ведущего моста, в функции которого входит передача момента от двигателя к задней мостовой части (также ведущей). Для решения этой задачи применяется специальный вал. Такой механизм используется только на машинах с двумя и более ведущими мостами.

По расположению

В классификации мостов транспортного средства необходимо учитывать и их расположение. Здесь доступно несколько вариантов:

1. Передний. Находится на передней оси. В функции входит соединение колес и частичная поддержка автомобиля. Такие мосты бывают ведущими или управляемыми. В автомобилях с полным приводом чаще всего встречается смежная компоновка. Исключением является с/х техника и транспорт коммунальщиков, где мост является одновременно не управляемым и не ведущим. Конструктивнопередний мост может состоять из балки с установленными на ней ступицами или несущей поперечины с качающимися рычагами. К популярным производителям таких узлов относится ZF, DelphiCorporation и другие.
2. Задний. В функции этого механизма входит связь колес задней оси и создание опоры для соответствующей части транспортного средства. Такие мосты бывают ведущими (обычный вариант) или управляемыми. Второй вариант более актуален для спецтехники (с/х, коммунальных и иных видов машин). В автомобилях с передним приводом этот узел не управляемый и не ведущий. Крепление осуществляется к рамной части или кузову транспортного средства. Основные производители задних мостов — DelphiCorporation, WulfGaertnerAutoparts AG и другие. Конструктивно состоит из кардана, ведомой шестеренки и сателлитов, вращающих шестерни полуосей.
3. Промежуточный. В эту группу входят мосты, которые не относятся к рассмотренным выше категориям. Если в автомобиле только две оси, такой узел не предусматривается. Как и в рассмотренных выше случаях, промежуточный мост бывает ведущим, управляемым или используется в качестве поддерживающего механизма. Конструктивно такой мост имеет много общего с задним. Отличие касается только нахождения главной передачи по отношению к продольной оси.
4. Подкатной. Конструкция, которую можно отсоединить от прицепа / полуприцепа. Применяется для увеличения возможностей с позиции транспортировки груза. Берет на себя поддерживающую функцию.

По конструкции

При рассмотрении мостов необходимо учитывать и их конструктивные особенности. Здесь выделяется два варианта:

• С балкой разъемной / неразъемной. Такая система имеет пустую внутреннюю часть для установки внутри приводных механизмов. Устройства с неразъемной балкой выделяются большей надежностью, что делает актуальным применение механизма на грузовом и специальном транспорте с большой собственной массой. Разъемная балка используется, как правило, в легковом транспорте и грузовиках с грузоподъемностью до 3,5-5 тонн.
• С поперечиной. Такие мосты имеют вид двутавра с меняющимися диаметром. Изготавливаются с применением бруса из металла, полученного путем ковки. Такой элемент ошибочно считают балкой. Это не совсем так, ведь главное отличие — изгиб в центральной части для более удобного размещения силового агрегата.

Мосты с балкой отличаются и по технологии. Они бывают:

• штампованные (чугунные) — делаются с помощью сварки, имеют показатель жесткости между литыми и разъемными балками;
• разъемные — выделяются наличием разъема в картерной области, который объединен с помощью болтового соединения;
• литые (стальные, чугунные) — отличаются максимальной жесткостью и надежностью, используются в специальном транспорте, но имеют дорогостоящую и сложную технологию;
• неразъемные — представляют собой цельную балку с рукавами полуосей внутри, отличаются высокой жесткостью и легкостью обслуживания, не требуют снятия моста для ремонта.

По типу подвески

Конструктивно все мосты автомобиля делятся и по типу подвески. Они бывают:

• Неразрезной. Представляет собой сплошную ось, в которой колеса монтируются на концах балки. При любом смещении одного колеса происходит движение второго. Такие мосты часто называют «живыми». Они монтируются сзади многих транспортных средств, в том числе полноприводных грузовиков. Иногда применяются спереди тяжелых грузовых машин, которые нуждаются в перевозке больших грузов. Преимущество такого исполнения в том, что крен кузова не сказывается на развале колес, а углы установки последних легко поддерживать. Из недостатков выделяются повышенные вибрации и тряска во время движения.
• Разрезной мост — механизм, который по принципу действия является антонимом неразрезного. Здесь колеса связаны с балкой через промежуточное звено, роль которого выполняет подвеска. Вращение одного колеса, к примеру, при проезде неровных участков, не влияет на положение другой оси.

Функции редуктора моста

Одним из главных элементов переднего или заднего моста — редуктор, который берет на себя момент вращения от коленчатого вала двигателя, снижает его и передает дальше элементам трансмиссии. В частности, промежуточную функцию выполняет межосевой дифференциал, распределяющий момент на ведущие колеса в конкретном соотношении. 

В зависимости от места установки выделяется передний и задний редуктор. Так, в машинах с передним приводом используется редуктор соответствующего моста, встроенный в КПП. В автомобилях с задним приводом этот элемент стоит сзади транспортного средства. В ТС с полным приводом используется 2-редукторная схема.

В частности, передний находится в коробке передач, а задний — на оси. Оба узла соединяются друг с другом с помощью кардана.

В зависимости от соединения зубцов шестеренок выделяется четыре типа редукторов:

• конический — пара шестеренок в виде конуса, расположенных под прямым углом, используются на переднеприводных и заднеприводных машинах;
• цилиндрический — имеет вид двух сцеплений, расположенных параллельно шестеренке, используется на переднеприводных авто;
• гипоидный — шестеренки в таких механизмах расположены под 45-градусным углом, используются на задне- и переднеприводных транспортных средствах;
• червячный — винт, установленный перпендикулярно ведомой шестеренке, используется только в рулевом узле. 

Главным параметром редуктора является передаточное число, по которому можно судить об отношении угловых скоростей ведущего / ведомого валов. Устройства с высоким параметром ставятся на грузовики с высокой массой. Такие авто перемещаются с небольшой скоростью, но способны перевозить большие грузы. Аппараты с низким передаточным числом ставятся на авто с небольшим весом, что позволяет перемещаться с большей скоростью.

Передаточное число определяется по числу зацеплений ведущей и ведомой шестеренок. К примеру, параметр 5.1 говорит о том, что при одном обороте ведущая шестерня будет контактировать с ведомой 5,1 раз.

Важность моста автомобиля сложно переоценить, ведь этот агрегат связывает правое / левое колесо оси, принимает на себя основные усилия и через подвеску направляет их на несущую конструкцию. Главной особенностью узла является его гибкость и большое количество исполнений в зависимости от назначения, грузоподъемности и других особенностей транспорта.