Балка передней подвески ГАЗ

Подвеска автомашины ГАЗ представляет собой сложную конструкцию, основная задача которой — обеспечить надежную и упругую связь между кузовом, колесами и дорогой. Структурным компонентом любой подвески выступает поперечная балка (называемая также мостом). Модельный ряд ГАЗ богат машинами как легкового, так грузового класса. На автомобилях разного класса тип передней подвески существенно различается. В зависимости от него, балка имеет специфическое строение.

Общие сведения о строении передней подвески автомобиля. Подвеска ГАЗа

Любая подвеска включает в себя стандартные части:

- Упругий элемент;
- Направляющий элемент;
- Устройство погашения кинетической энергии;
- Элементы крепления;
- Колесная опора;
- Стабилизатор поперечной устойчивости.

Упругий элемент обеспечивает прямую связь между колесами и кузовом за счет передачи кинетического потенциала. Элемент представлен либо металлической пружиной круглого сечения с диаметром около 15 мм (устанавливается на легковые автомобили ГАЗ, за исключением ГАЗ-3102), либо листовой дугообразной рессорой (входит в систему подвески большегрузных моделей ГАЗ, к примеру, 3307 и др.), либо пневматической рессорой (для малогрузных автомобилей ГАЗ: фургонов, микроавтобусов, шасси).

Устройство погашения кинетической энергии (амортизатор) выступает противодействующим к упругому элементу. Его задача — снизить амплитуду колебаний кузова, поглотив излишки кинетической энергии от рессоры (автомашины ГАЗ оборудуются как однотрубными (ГАЗ-2705), так и двухтрубными (ГАЗ-3306, 3307, 3309 и др.) амортизаторами).

Стабилизатор перераспределяет вес между колесами автомобиля, придавая машине устойчивость.

Колесная опора передает нагрузку от колеса другим компонентам системы.

Направляющий элемент является центральным в системе передней подвески. Представляет собой металлическую балку-перемычку. В зависимости от модели автомобиля, может быть полой, либо литой и иметь различный форм-фактор.

По типу направляющего элемента подвески делятся на зависимые и независимые. И в том, и в другом случае балка как структурный компонент передней подвески присутствует. Различие только в степени самостоятельности колесной пары. Поскольку ряд машин ГАЗ включает в себя самые разные модели, встречаются оба вида систем.

Типы балок передней подвески ГАЗ

На автомобили ГАЗ устанавливается четыре типа балок (мостов): неразъемные, ведущие, управляемые, комбинированные.

Малогрузные модели

На малогрузных автомобилях ГАЗ (шасси, фургон, микроавтобус) ставится зависимая подвеска. Поскольку большая часть таких автомашин (к примеру, известный всем ГАЗ-3302 "Газель и многие другие) имеют задний либо полный привод, балка передней подвески относится к управляемому, либо комбинированному типу.

Управляемый мост (балка): цельная металлическая 4-6 см деталь квадратного сечения из высокоуглеродистой стали и служит опорой всей конструкции. К балке шарнирами крепятся поворотные цапфы, а также компоненты соединения.

Комбинированный мост (балка) оборудуется на модели ГАЗ с полным приводом. Представляет собой плоскую металлическую основу 3-4 см в толщину, к которой крепится шаровая опора. К пальцам шаровой опоры подсоединяются поворотные цапфы.

Большегрузные модели

Подвеска зависимая. На большегрузных автомобилях ГАЗ (3307, 3309, 3310 и др.) балка либо ведущая, либо неразъемная.

Неразъемная балка обладает крайне высоким запасом прочности, поскольку изготавливается из толстой стали либо чугуна. Представляет собой массивную литую деталь прямоугольного сечения с двумя полуосевыми рукавами. Внутри рукавов располагаются стальные трубы, которые заканчиваются ступицами колес.

Ведущий мост (балка). Встречается реже (в качестве примера — ГАЗ-53А). Конструкция — полая металлическая балка. На концах подшипниками крепятся ступицы колес. Внутреннее строение: полуоси, дифференциал и главная пара.

Легковые автомобили

Подавляющее большинство подвесок легковых моделей ГАЗ ("Чайка", "Волга", "Победа", в том числе модели нового образца, вроде Волги Сайбер) оборудованы независимой подвеской. Опорный компонент представлен плоской разрезной цельнометаллической балкой-пластиной неправильной формы из легированной стали порядка 5 см толщиной. В этом случае деталь не имеет соединения в центральной части и делится на два фрагмента, каждый из которых обеспечивает управление движения (поворотов) одного колеса.

Функции балки передней подвески ГАЗ

Интегрирующая функция. Данный функциональный компонент, с одной стороны, выступает связующим звеном для всех остальных элементов подвески и физически их объединяет, а с другой — соединяет систему с несущей конструкцией: кузовом. Тем самым интегрирует как сами части подвески, так и её саму с трансмиссией и всем автомобилем.

Функция передачи. Деталь выступает в качестве перемычки, обеспечивающей передачу возникающих при движении автомобиля сил в обе стороны: деталь поддерживает компоненты трансмиссии (дифференциал, а также полуоси) и способствует переходу крутящего момента от двигателя к колесам. В то же самое время, силы и моменты, которые образуются при взаимодействии колес с дорогой, от колесных опор передаются балке и далее распространяются на всю несущую конструкцию. Тем самым совершается минимум работы и энергия не тратится на бесполезные, либо вредные действия, но достигается высокий эффект и 80% совершенной работы используется для ускорения.

Функция защиты. Опорная балка передней подвески структурно располагается чуть выше уровня колес и при любом типе конструкции (обжимающая полая, либо свободная, при которой остальные механизмы располагаются над металлической деталью) обеспечивает надежную защиту хрупких конструкций подвески от механического воздействия.

Функция управления. При зависимом строении подвески, данная деталь напрямую соединена с рулевым механизмом и способствует скоординированному повороту колесной пары в поперечной плоскости при рулевой команде. Балка разрезного типа имеет то же значение, с той лишь разницей, что колеса не имеют прочного соединения друг с другом и функционируют самостоятельно.

И в том, и в другом случае балка делает возможным само управление движением автомобиля. Повороты без неё были бы неосуществимы.

Функция опоры. Балка поддерживает кузов и все остальные компоненты подвески.

Требования к балке передней подвески

Из всех структурных компонентов передней подвески ГАЗ, на балку производится самая большая прямая физическая нагрузка. При отсутствии движения на неё действуют сразу две противоположные по вектору силы. Первая — сила тяжести, обусловленная весом кузова (рамы), которая передается через рессорное соединение (вертикально вниз) балке и колесам. Вторая — сила упругости, которая возникает в качестве противодействующей силе тяжести в колесах и передается от колесной пары к опорам и затем самой балке (вертикально вверх).

Таким образом, даже в состоянии покоя на этот элемент оказывается огромная нагрузка.

При движении вертикальная нагрузка увеличивается ещё больше за счет неровностей дороги.

Помимо вертикально-ориентированных сил, на этот конструктивный компонент оказывает воздействие и центробежная сила (ориентированная горизонтально в противоположном от движения направлении). Особенно значителен её модуль в момент поворотов, поскольку нагрузка распределяется на балку неравномерно: чем выше скорость во время поворота, тем выше инерция, действующая на машину и тем большая работа должна быть проделана для обеспечения максимального сцепления с дорогой.

Учитывая вес и конструкцию автомобилей ГАЗ, указанные особенности ещё более актуальны.

Это означает, что к балке передней подвески при производстве должны предъявляться повышенные требования.

Универсальность. Поскольку на деталь действуют сразу несколько разнонаправленных сил (сила тяжести, упругости и центробежная сила), она должна быть достаточно прочной, чтобы противостоять сжатию, но в то же время и пластичной, чтобы выдержать растяжение. Необходимо учитывать и специфику автомобиля ГАЗ. Поэтому для разных машин балка передней подвески производится из неодинаковых материалов.

Тяжеловесные ГАЗы при большей массе относительно слабо подвержены центробежному влиянию, зато на деталь оказывается куда большее сжатие. По этой причине ставка при изготовлении компонента делается на большую жесткость в ущерб пластичности и гибкости. Применяется легированная сталь, чугун.

Для детали подвески легковых моделей ГАЗ, напротив, требуется большая пластичность, за счет более значительной максимальной скорости передвижения (применяется низко- и среднелегированная сталь).

Наконец, малогрузные автомобили имеют показатели обоих качеств на среднем уровне, и балка изготавливается из композитного материала.

Износостойкость. Балка передней подвески ГАЗ постоянно находится в неблагоприятных условиях из-за контакта с агрессивной дорожной средой. Оседая, частицы топлива, смазки, химические реагенты вызывают коррозию и постепенное разрушение структуры и целостности детали.

Таким образом, балка передней подвески может отличаться по структуре, либо материалу изготовления. И то, и другое зависит от общей массы автомобиля ГАЗ, его класса, стоящих перед ним задач. Вне зависимости от этого, она выполняет функции, дающие возможность перемещаться автомобилю и обеспечивающие безопасное, комфортное движение.