4.3.3 Передний управляемый мост

Передним управляемым мостом называется поперечная балка с ведомыми управляемыми колёсами, к которым не подводится крутящий момент от двигателя. Этот мост служит для поддерживания несущей системы автомобиля и обеспечения его поворота.

Передние управляемые мосты различных типов широко применяются на грузовых автомобилях и автобусах с колёсной формулой 4x2, а также на грузовых автомобилях с колёсной формулой 6x4.

В зависимости от типа подвески управляемых колёс передние мосты автомобилей могут быть неразрезными и разрезными. В неразрезных мостах управляемые колёса непосредственно связаны с балкой моста. В разрезных мостах связь управляемых колёс с балкой моста осуществляется через подвеску. Неразрезные мосты применяются на грузовых автомобилях и автобусах при зависимой подвеске колёс. Разрезные мосты устанавливаются на легковых автомобилях и автобусах при независимой подвеске колёс.

Передний неразрезной мост (рисунок 4.16) представляет собой балку 2 с установленными по обоим концам поворотными цапфами 1. Балка – кованая стальная, обычно двутаврового сечения. Средняя часть балки выгнута вниз для более низкого расположения двигателя и центра тяжести автомобиля с целью повышения его устойчивости. В бобышках балки закреплены неподвижно шкворни 4, на которых установлены поворотные цапфы 1. На поворотных цапфах, на подшипниках, устанавливаются ступицы с управляемыми колёсами. Поворотные цапфы вместе с колёсами, поворачиваясь вокруг шкворней, обеспечивают поворот автомобиля. Мост с помощью рессор крепится к раме автомобиля.

Рисунок 4.16 – Передний управляемый мост грузового автомобиля

1 – поворотная цапфа; 2 – двутавровая балка; 3 – стопорный штифт; 4 – шкворень; 5 – масленка; 6 – опорный подшипник

Передний мост автомобиля ЗИЛ-431410 (рисунок 4.17) состоит из балки 13 и поворотных цапф 6 в сборе. Балка 13 двутаврового сечения изготовляется из углеродистой стали. На её концах в вертикальной плоскости сделаны отверстия для установки шкворней 8, обеспечивающих шарнирное соединение балки с поворотными цапфами 6. С одной стороны шкворни 8 имеют лыску для удержания их от проворачивания в отверстиях балки, в которых они крепятся при помощи клиновидного штифта 12.

Рисунок 4.17 – Передний мост автомобиля ЗИЛ-431410

1 – ступица; 2 – роликоподшипники; 3 – гайка; 4 – замочное кольцо; 5 – контргайка; 6 – поворотная цапфа; 7 – замочная шайба; 8 – шкворень; 9 – тормозной барабан; 10 – втулка; 11 – прокладки; 12 – штифт; 13 – балка; 14, 15 – опорные шайбы

Поворотная цапфа 6 стальная кованая. Она имеет фланец, на наружной стороне которого в вертикальной плоскости расположены два выступа с запрессованными в них втулками 10, в которые входят концы шкворня. Таким образом, правая и левая поворотные цапфы 6, вращаясь на шкворнях 8, могут поворачиваться в горизонтальной плоскости в обе стороны. Максимальный угол поворота цапф вправо составляет 34°, влево – 36°. Для облегчения поворота управляемых колёс между балкой и нижним выступом фланца цапф установлены опорные шайбы 14 и 15. Для регулирования осевого зазора между поворотной цапфой и проушиной балки служат прокладки 11.

На поворотных цапфах установлены роликоподшипники 2, на которых вращается ступица 1 с передним колесом. Внутренние кольца подшипников сидят на шейках цапфы, а наружные запрессованы в гнезда ступицы колеса. Подшипники регулируют гайкой 3, фиксируемой при помощи замочного кольца 4, замочной шайбы 7 и контргайки 5.

С внутренней стороны ступицы к фланцу прикреплён болтами с гайками тормозной барабан 9. На наружных фланцах ступиц имеются отверстия для запрессовки в них шпилек, на которые устанавливаются диски управляемых колёс автомобиля.

Передний мост грузовых автомобилей КамАЗ (рисунок 4.18) неразрезной. В бобышках стальной балки 17 двутаврового сечения стопорными клиньями 14 закреплены шкворни 19, на которых установлены поворотные цапфы 5.

Рисунок 4.18 – Передний управляемый мост автомобилей КамАЗ

1 – колесо; 2 – гайка; 3,4 – шайбы; 5 – цапфа; 6 – крышка; 7 – контргайка; 8,10,15 – подшипники; 9 – ступица; 11 – тормозной барабан; 12, 16 – рычаги; 13, 18 – тяги; 14 – стопорный клин; 17 – балка; 19 – шкворень; 20 – манжета; 21 – тормозной механизм

Цапфы свободно поворачиваются вокруг шкворней на бронзовых втулках, запрессованных в ушки цапф, и на упорных подшипниках 15, находящихся между цапфами и балкой моста. К фланцам поворотных цапф прикреплены тормозные механизмы 21 колёс. В ушках цапф закреплены рычаги 16 для крепления поперечной рулевой тяги 18 и поворотный рычаг 12 в левой цапфе для крепления продольной рулевой тяги 13. На поворотных цапфах на роликовых конических подшипниках 8 и 10 установлены ступицы 9 с тормозными барабанами и управляемыми колёсами 1. Ступицы колёс на поворотных цапфах закреплены гайкой 2, замковыми шайбами 3 и 4 и контргайкой 7. Снаружи ступицы закрыты крышками 6 с прокладками, а изнутри манжетами 20.

Основной несущей деталью переднего моста автомобилей МАЗ является балка 33 (рисунок 4.19). Она изготовляется методом горячей штамповки из стали и имеет двутавровое сечение с площадками на верхней полке для крепления рессор.

С целью повышения износостойкости поверхность шкворня подвергается, закалке ТВЧ. Нижняя цилиндрическая шейка шкворня опирается на бронзовую втулку, запрессованную в ушко поворотной цапфы. Так как ушки поворотной цапфы обработаны в линию и имеют одинаковый диаметр, а диаметр верхнего конца шкворня меньше диаметра нижнего, то сверху на шкворень устанавливается стальная втулка, которая компенсирует разность в указанных диаметрах и одновременно является распорной втулкой. Втулка вместе со шкворнем поворачивается в бронзовой втулке 22 верхнего ушка поворотной цапфы.

На резьбовой конец шкворня навернута гайка, с помощью которой устраняют зазор в коническом соединении шкворня с балкой передней оси. Гайка стопорится замковой шайбой.

Между нижним ушком поворотной цапфы и балкой расположен упорный шариковый подшипник 31. Балка опирается на этот подшипник через опорную шайбу 25, прилегающую к нему плоской стороной, а к балке – сферической поверхностью, что обеспечивает правильную самоустановку подшипника. При таком соединении балки передней оси с поворотной цапфой горизонтальные нагрузки воспринимаются бронзовыми; втулками, запрессованными в ушки поворотной цапфы, а вертикальные – упорным шариковым подшипником.

Рисунок 4.19 – Передняя ось со ступицей колеса

1 – колесо; 2 – бортовое кольцо; 3 – замочное кольцо; 4 – прижим; 5 – болт; 6 – тормозной барабан; 7 – диск; 8 – ступица; 9 – стопорная шайба; 10 – контргайка; 11 – поворотный кулак; 12 – замковая шайба; 13 – гайка ступицы; 14, 15 – подшипники; 16 – сальник; 17 – обод; 18 – разжимной кулак; 19 – регулировочный рычаг; 20 – шкворень; 21 – стальная втулка; 22, 29 – бронзовые втулки; 23 – регулировочные прокладки; 24 – рычаг продольной рулевой тяги; 25 – сферическая шайба; 26 – тормозная колодка; 27 – ось колодок; 28 – суппорт; 30 – рычаг поперечной рулевой тяги; 31 – подшипник шкворня; 32 – поперечная рулевая тяга; 33 – балка передней оси

Для свободного вращения при ограниченном вертикальном перемещении поворотной цапфы и связанного с ним колеса на шкворне между верхним ушком поворотной цапфы и балкой передней оси имеется зазор, который должен быть в пределах от 0,1 до 0,4 мм. Для обеспечения заданного зазора между верхним ушком поворотной цапфы и балкой установлены металлические регулировочные шайбы 23. Поворотные цапфы соединены с рулевой трапецией.

На конических роликовых подшипниках поворотной цапфы вращается ступица 8 переднего колеса. Подшипники закреплены на цапфе гайкой 13 с замковым кольцом 12 и контргайкой 10 с шайбой 9.

Ступицы колёс, отлитые из ковкого чугуна, с наружной стороны имеют шесть фигурных спиц, к которым при помощи болтов закреплены диск 7 и тормозной барабан 6.

Передний мост автомобилей КрАЗ с колёсной формулой 6х4 является управляемым. Он воспринимает от рамы вертикальную нагрузку и передает на раму продольные и поперечные силы от колёс. Устройство передней оси автомобиля КрАЗ показано на рисунке 4.20. Она состоит из балки 17 двутаврового сечения, изогнутой в средней части вниз для более низкого расположения центра тяжести автомобиля, что повышает его устойчивость.

Рисунок 4.20 – Передняя ось автомобиля КрАЗ

1 – диск колеса; 2 – ступица; 3 – гайки; 4, 5 – шайбы; 6 – крышка ступицы; 7 – контргайка; 8 – шпилька колеса; 9 – наружный подшипник; 10 – тормозной барабан; 11 – замочное кольцо; 12 – бортовое кольцо; 13 – тормозная колодка: 14 – сальник: 15 – поворотная цапфа; 16 – шкворень поворотной цапфы; 17 – балка передней оси; 18 – подшипник шкворня; 19 – левый рычаг рулевой трапеции; 20 – поперечная рулевая тяга; 21 – наконечник поперечной рулевой тяги; 22 – внутренний подшипник; 23 – тормозной диск

Балка имеет две площадки для установки рессор. На обоих концах балки высверлены конические отверстия, в которые устанавливаются шкворни 16 поворотных цапф 15. Каждый шкворень жёстко крепится в балке с помощью гайки и опирается на цапфу через упорный подшипник. На ось цапфы на двух конических роликовых подшипниках 22 устанавливается ступица 2 колеса, которая крепится на оси гайкой 3, являющейся одновременно регулировочной для подшипников. Затяжка подшипников должна обеспечивать свободное, но без заметного осевого люфта, вращение колеса. ПОДШИПНИКИ при сборке ступицы смазываются консистентной смазкой, а самоподжимной сальник 14 предотвращает её вытекание при эксплуатации автомобиля. Поворотная цапфа левого колеса верхней проушиной соединяется с продольной рулевой тягой, а нижние проушины обеих поворотных цапф соединяются между собой поперечной рулевой тягой 20.