Из чего состоит ходовая часть автомобиля: подробный разбор

Многие считают, что ходовая часть — это синоним подвески. На самом деле под ходовой автомобиля инженеры понимают более масштабную конструкцию. Разбираем, из чего состоит ходовая часть автомобиля, как она устроена и что может в ней сломаться.

Чтобы автомобиль передвигался, ему нужны колёса. Они должны быть прикреплены к какой-то платформе (кузову или раме), а на ведущие необходимо ещё и передать крутящий момент. Но колёса не только крутятся — одновременно они перемещаются вертикально при наезде на неровности, а передние — ещё и поворачиваются по команде руля. Кузов при этом должен сохранять стабильное положение, то есть колебания колёс должны гаситься. Очень важно также обеспечивать максимально надёжный контакт шин с дорогой, чтобы автомобиль вёл себя стабильно и предсказуемо. 

В этом и есть предназначение ходовой части в машине: она необходима автомобилю для движения с комфортом водителя и пассажиров, а также с устойчивостью автомобиля в целом. У ходовой есть ещё несколько названий, например, «шасси» или совсем уж народное прозвище — «тележка». Но сути это не меняет. Ходовая часть машины состоит из множества компонентов, каждый из которых выполняет свою задачу.

Что входит в ходовую часть? Если мысленно разделить её на фрагменты, получится вот такой список:  

• рама или несущий кузов;
• мосты;
• подвески;
• колёса.

Разберём каждый из вышеперечисленных пунктов более подробно.

Рама — это классическая основа, к которой изначально крепились элементы подвески с одной стороны и кузов (пассажирский и грузовой отсек) с другой. К ней же прикреплялся силовой агрегат, двигающий автомобиль.

С появлением более прочных и лёгких несущих кузовов рама осталась лишь у внедорожников (да и то не всех) и грузового транспорта. Ходовая легкового автомобиля или кроссовера обычно крепится к силовой структуре кузова напрямую или через подрамники.

А мосты — это часть ходовой автомобиля, на которую опираются рама или несущий кузов. Через мосты на колёса передаются вертикальные нагрузки, а также толкающие, тормозные и боковые усилия.

Мосты можно разделить на 4 вида:

• ведущие;
• управляемые;
• комбинированные;
• поддерживающие.

Ведущий мост, как понятно из его названия, предназначен для передачи на колёса крутящего момента от двигателя. Помимо этого, он выполняет и функции других мостов — при необходимости замедляет машину тормозами, а также держит на себе часть веса кузова.

При независимой подвеске (о которой расскажем чуть ниже) ведущий мост состоит из главной передачи, картер которой закреплён на раме или кузове, и полуосей, передающих момент от неё на колёса через шарниры.

В зависимой подвеске ведущий мост представляет собой трубу (балку), в которой все эти узлы собраны вместе и, соответственно, перемещаются относительно кузова как единое целое. В свою очередь, балки таких мостов могут быть разъёмными или неразъёмными, а по технологии изготовления — литыми или штампованными. На легковых автомобилях чаще всего применяются более легкие штампованные неразъёмные конструкции.

Управляемый мост отвечает за изменение направления движения автомобиля. Для этого в его конструкции присутствуют поворотные цапфы. Они могут крепиться к неразрезной балке (упрощённой версии ведущего моста) — тогда подвеска будет зависимой. Или к рычагам, в свою очередь соединённым с кузовом, подрамником или рамой, — при независимой схеме.

У большинства автомобилей управляемый мост — передний, но встречаются модели, где поворачиваются и задние колёса, правда, на совсем небольшие углы.

Комбинированный мост объединяет функции как ведущего, так и управляемого мостов. В частности, это передний мост у переднеприводных и полноприводных легковых автомобилей. Помимо поворотных кулаков (цапф), рычагов и подрамника в его конструкции есть ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей), через которые приводятся в движение ведущие колёса.

Поддерживающий мост. Его задача — поддерживать кузов, передавая часть его веса на колёса, и при необходимости замедлять машину. У грузовиков такой может быть задняя, но не ведущая ось — с простейшей балкой и без поворотных цапф. Среди легковых автомобилей к поддерживающему можно отнести задний мост переднеприводных моделей. Он может представлять собой П- или Н-образную балку, на концах которой установлены ступицы колёс. Такая балка также является одним из упругих элементов, а задняя подвеска получается полузависимой. Кроме того, задний мост может быть и с независимой подвеской, на поперечных, продольных или диагональных рычагах.

Она обеспечивает упругую связь между кузовом (рамой) и колёсами автомобиля. Не будь подвески, водитель и пассажиры ощущали бы постоянные толчки и вибрации при движении автомобиля по неровностям, при разгонах, торможениях и поворотах.

Вы можете почитать про типы подвесок у нас в Учебнике, но мы напомним здесь главное. Вот какими они бывают:

Зависимая подвеска — с вышеописанным мостом, жёстко связывающим левое и правое колёса. При такой конструкции во время наезда на неровность одного колеса и второе стремится наклониться на такой же угол.

Независимая подвеска более сложная по конструкции. Здесь два колеса соединены с кузовом независимо друг от друга и жёстко не связаны между собой, поэтому движения одного не влияют на перемещения другого. В первую очередь это положительно сказывается на управляемости автомобиля и комфорте.

Полузависимая подвеска — симбиоз двух предыдущих видов. В ней колёса соединены одно с другим, но не жёсткой балкой моста, а более сложной её разновидностью, которая упруго деформируется под нагрузкой — скручивается.

А из чего, собственно, состоит подвеска? В ней много деталей, которые можно поделить на несколько функциональных групп:

Упругие элементы — пружины или рессоры, иногда пневмобаллоны. Задача этих деталей — гасить толчки колёс на неровностях во время движения, не передавая их дальше на кузов. А ещё — поддерживать клиренс: именно упругие элементы воспринимают массу машины.

Демпфирующие элементы — амортизаторы. Эти устройства гасят колебания кузова после контакта с неровностью, возникающие из-за деформации упругих элементов. Без них кузов ещё долго раскачивался бы, доставляя дискомфорт водителю и пассажирам. Амортизаторы также помогают колёсам удерживать контакт с дорогой после проезда неровностей и в поворотах.

Направляющие детали. Они обеспечивают нужную кинематику перемещения колёс при проезде неровностей и/или в поворотах. Проще говоря, в любых условиях колесо должно быть почти перпендикулярно плоскости дороги и параллельно второму колесу той же оси. К этой категории относятся, в первую очередь, рычаги и тяги подвески, но порой функции направляющих выполняют и другие элементы — например, упругие рессоры.

Стабилизатор поперечной устойчивости — элемент ходовой части автомобиля, необходимый для снижения кренов во время манёвров. При проезде неровностей он пассивен (хотя может выполнять и функцию направляющей детали). Но когда при повороте нагрузка под действием центробежной силы смещается на внешние (относительно центра поворота) колёса, стабилизатор скручивается, превращаясь, по сути, в упругий элемент. За счёт этого он старается выровнять автомобиль, перераспределив часть нагрузки на внутренние колёса.

Вспомогательные упругие узлы автомобиля — такие как сайлентблоки или буферы сжатия (отбойники). Они гасят микроколебания подвески или, наоборот, вступают в работу при критическом её сжатии или растяжении, помогая другим упругим элементам.

Колёса состоят из дисков и пневматических шин. В старых автомобилях могут использоваться камеры — надувные резиновые ёмкости, которые вставляются между шинами и дисками. В таких конструкциях шина не имеет герметичного прилегания к диску.

С тем, что такое ходовая часть, разобрались. Это много разных деталей, и с учётом состояния наших дорог их срок службы порой не очень велик. Проблемы с ходовой могут появляться как неожиданно (например, после неудачного наезда на яму или другую неровность), так и постепенно, иногда в течение довольно длительного времени. Количество поломок зависит и от того, что входит в ходовую часть автомобиля. Например, простая по конструкции зависимая задняя подвеска крайне редко требует внимания, независимая — гораздо чаще.

О приближающемся выходе какой-либо детали из строя или её поломке помогает узнать ряд признаков. Вот основные:

1. Вибрации при движении, толчки во время трогания с места и характерные щелчки или хруст при движении на небольшой скорости. Всё это признаки износа ШРУСов.

2. Гул на скоростях около 40–60 км/ч и выше. Обычно возникает при износе подшипника ступицы.

3. Самовольный уход автомобиля в сторону от прямолинейного движения. Тут причин несколько:

• нарушены углы установки передних колёс; 
• разное давление воздуха в шинах или значительная разница в износе протектора;
• деформированы рычаги передней подвески;
• поломка одной из пружин или выход из строя амортизатора. 

4. Раскачка в поворотах и при торможении. Она характерна для проблем:

• с амортизаторами;
• со стабилизатором поперечной устойчивости, а точнее — с его креплениями.

5. Подвеска стучит или издает посторонние звуки. Тут причин много, вот основные:

• неисправны амортизаторы;
• износились шаровые опоры;
• износились сайлентблоки рычагов.

6. Повышенные вибрации при движении. Они могут возникнуть, если: 

• не отбалансированы колёса или деформированы колёсные диски;
• ослабло крепление колеса;
• давление в шинах значительно выше нормы.

7. Уменьшение клиренса автомобиля. Обычно это результат поломки или усталостного осаживания пружин или рессор.

8. Повышенный или неравномерный износ шин. Причин тоже несколько:

•  износ элементов подвески, нарушивший её кинематику;
• нарушение углов установки передних колёс;
• дисбаланс колёс или повреждение дисков колёс.