Автокөлік ғылымындағы көлік шассиіне кіріспе
Автокөлік ғылымында көлік құралы тек қозғала алатын машина ретінде ғана емес, сонымен қатар бірге жұмыс істейтін көптеген компоненттерден тұратын жүйе ретінде де түсініледі. Жиі талқыланатын ең негізгі компоненттердің бірі - шасси. Шасси - көлік құралының «негізгі бөлігі», онда әртүрлі негізгі компоненттер орнатылған , сонымен қатар беріктік, тұрақтылық, жайлылық және жүргізу қауіпсіздігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Шассиді түсіну - техникалық қызмет көрсету, модификация немесе көлік құралын жобалау қажеттіліктері үшін болсын, автомобильді зерттейтін кез келген адам үшін маңызды алғашқы қадам.
Көлік шассиін түсіну
Жалпы алғанда, шасси - көлік құралының негізгі құрылымы, ол тірек рамасы қызметін атқарады. Дәл осы шассиге қозғалтқыш, беріліс қорабы, рульдік басқару жүйесі, аспа, тежеу жүйесі және көлік кузовы сияқты маңызды компоненттер орнатылған. Кейбір әдебиеттерде «шасси» термині кейде «рамкадан» ажыратылады. Рама негізгі раманы білдіреді, ал шасси көбінесе раманы және аспа мен дөңгелектер сияқты бірнеше тірек жүйелерін қамтитын кеңірек түсіндіріледі. Дегенмен, күнделікті автомобиль қолдануында «шасси» және «рамка» терминдері көбінесе ұқсас мағыналармен бір-бірінің орнына қолданылады.
Шасси статикалық жүктемелерге (көлік құралының және жолаушылардың салмағы) және динамикалық жүктемелерге (үдеу, тежеу, бұрылыстар және біркелкі емес жол жағдайлары әсерінен туындайтын күштерге) төтеп бере алатындай берік болуы керек. Сонымен қатар, шасси көлік құралының дәл геометриясын сақтауда, басқару өнімділігі мен тұрақтылығын қамтамасыз етуде рөл атқарады.
Шассидің негізгі функциясы
Шассидің функциясын бірнеше маңызды тармақтарға қорытындылауға болады:
1. Көлік құралының жүктемесін тіреңіз
Шасси көліктің жалпы салмағын, соның ішінде қозғалтқышты, кузовты, жолаушыларды және жүкті көтереді.
2. Компонент иесі болыңыз
Қозғалтқыш, беріліс қорабы, аспа, руль тірегі, тежеу жүйесі, бак отын, және басқа компоненттер өндірушінің дизайнына сәйкес шассиге орнатылады.
3. Тұрақтылық пен бақылауды сақтаңыз
Шассидің қаттылығы маневр жасаған кезде көліктің реакциясына әсер етеді. Тым икемді шасси басқарудың дәлдігін төмендетуі мүмкін.
4. Жолаушыларды қорғау
Корпус және басқа қауіпсіздік құрылымдарымен қатар, шасси соққы энергиясын сіңіруге және таратуға (апат энергиясын басқару) арналған.
5. Ыңғайлылықты қолдайды
Жақсы шасси дірілді азайту және кабинаны жайлы ұстау үшін аспамен және бекіткіштермен бірге жұмыс істейді.
Шассиге қатысты компоненттер
Автомобиль ғылымы тұрғысынан шассиді талқылауды әдетте келесі жүйелерден бөліп қарастыруға болмайды:
– Негізгі қаңқа/құрылым: негізгі құрылымды құрайтын бөлік.
– Аспа: дөңгелектерді шассиге қосады және соққыларды сіңіреді.
– Рульдік басқару жүйесі: көліктің бағытын басқарады, шассидің күшті нүктелеріне орнатылған.
– Тежеу жүйесі: баяулау күшін тудырады және шасси төтеп беруі керек реакция күшін жасайды.
– Күш беру жүйесін орнату: қозғалтқыш пен беріліс қорабының бекіткіштері берік болуы керек, бірақ сонымен бірге дірілді басуы керек.
– Қосалқы рама (кейбір көліктерде): қозғалтқышты/аспаны ұстап тұруға, құрастыруды жеңілдетуге және NVH (шу, діріл, қаттылық) демпферін жақсартуға арналған қосымша рама.
Көлік құралдарының шасси түрлері
Автомобиль технологиясындағы жетістіктер заманауи көліктер мен коммерциялық көліктерде жиі қолданылатын бірнеше шасси түрлеріне әкелді. Әрқайсысының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
1. Баспалдақ рамасы (Баспалдақ рамасы)
Баспалдақ рамасы - бұл баспалдаққа ұқсайтын классикалық рама дизайны: бірнеше көлденең элементтермен жалғанған екі бойлық арқалық. Бұл түрі жүк көліктерінде, автобустарда және жол талғамайтын көліктерде кеңінен қолданылады, себебі ол ауыр жүктемелерді көтере алатын және қиын жол жағдайларына төтеп бере алатындай берік.
Артық:
- Берік және ауыр жүктемелерге төтеп бере алады.
– Коммерциялық көліктерге және ауыр жолдарға жарамды.
– Раманы жөндеу салыстырмалы түрде оңайырақ.
Жетіспеушілік:
– Ауыр салмақ.
– Басқару және жайлылық монококтарға қарағанда әдетте төмен.
– Ауырлық центрі дизайнға байланысты жоғарырақ болуы мүмкін.
2. Монокок / Бір денелі
Монокок – көлік кузовы негізгі рама қызметін атқаратын құрылым. Бұл қазіргі заманғы жеңіл көліктерде өте кең таралған, себебі ол жеңілірек және тиімдірек.
Артық:
– Сондықтан жеңілірек отын тиімділігі арттыру.
– Жоғары бұралу қаттылығы, жақсы басқару.
– Қауіпсіздік үшін мыжылу аймақтарын тиімдірек жобалауға болады.
Жетіспеушілік:
– Егер құрылымдық зақымдану орын алса, жөндеу жұмыстары қиынырақ және қымбатырақ болуы мүмкін.
– Шамадан тыс жүктемелерге немесе ауыр көтеруге арналған баспалдақ рамалары сияқты берік емес.
3. Ғарыштық жақтау
Ғарыштық рамалар жеңіл, бірақ қатты раманы қалыптастыру үшін түтікшелі раманы немесе үш өлшемді құрылымды (әдетте болат немесе алюминий) пайдаланады. Олар көбінесе спорттық автомобильдерде, жоғары өнімді көліктерде және кейбір жарыс көліктерінде қолданылады.
Артық:
– Өте қатты, бірақ салыстырмалы түрде жеңіл.
– Жоғары өнімділікке жарамды.
Жетіспеушілік:
- Өндіріс процесі күрделірек.
- Өндіріс шығындарының жоғарылауы.
4. Арқалық жақтау
Арқалық рама көліктің ортасынан өтетін орталық, омыртқа тәрізді құрылымға ие, ал айналасына басқа компоненттер орнатылған. Бұл дизайн өте кең таралмаған, бірақ кейбір көліктерде қолданылған.
Артық:
– Белгілі бір бағытта қатайып тұру.
- Орталық құрылымы мықты.
Жетіспеушілік:
– Бүйірлік соққылардан қорғау қиынырақ болуы мүмкін.
– Әртүрлі көлік түрлеріне арналған басқа конструкциялар сияқты икемді емес.
Шасси материалдары және ескеретін жайттар
Шассиде қолданылатын материалдар оның салмағына, беріктігіне, құнына және коррозияға төзімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Кейбір жиі қолданылатын материалдарға мыналар жатады:
– Болат: ең көп таралған, себебі ол берік, иілгіш және салыстырмалы түрде арзан. Вариациялары жұмсақ болаттан жоғары беріктіктегі болатқа дейін өзгереді.
– Алюминий: жеңілірек, коррозияға төзімді, бірақ қымбатырақ және арнайы біріктіру әдістерін қажет етеді.
– Композиттік материалдар (көміртекті талшық, шыны талшық): өте жеңіл және берік, бірақ қымбат, сондықтан суперкарларда немесе жарыс көліктерінде жиі кездеседі.
– Аралас материалдар (көпматериалды): қазіргі заманғы үрдіс - беріктік, салмақ және бағаны теңестіру үшін жоғары беріктіктегі болатты алюминиймен біріктіру.
Қазіргі заманғы автомобиль дизайнында шасси салмағын азайту өте маңызды, себебі ол отын шығыны мен шығарындыларға тікелей әсер етеді. Дегенмен, салмақты азайту қауіпсіздік пен беріктікке зиян келтірмеуі керек.
Шассидің маңызды сипаттамалары: беріктік және қаттылық
Шассиді талқылауда жиі кездесетін екі термин - беріктік және қаттылық. Беріктік шассидің жүктемелерге істен шықпай (сыну немесе тұрақты деформация) төтеп беру қабілетін білдіреді. Керісінше, қаттылық шасси күш түскенде қаншалықты майысатынын білдіреді; қатты шасси аз майысады, бұл аспа геометриясының тұрақтылығын және басқарудың дәлдігін арттырады.
Бұралу қаттылығы (бұралуға төзімділік) да өте маңызды, әсіресе бұрылыстарда немесе тегіс емес беттермен жүргенде. Бұралу қаттылығы жоғары көліктер әдетте берік және тұрақты сезіледі, ал олардың аспасын реттеу оңайырақ.
Техникалық қызмет көрсету және модификациялау контексіндегі шасси
Автокөлік тәжірибесінде, әсіресе пайдаланылған немесе соқтығысқан көліктерді тексеру кезінде шасси көбінесе басты назарда болады . Шассидің зақымдануы келесідей күрделі мәселелерді тудыруы мүмкін:
– көлік бір бағытта тартылады,
– шиналардың біркелкі емес тозуы,
– тұрақсыз өңдеу,
– есіктер немесе корпус панельдері дәл емес,
– деформацияға байланысты буындардағы ағып кетулер.
Көлікті модификациялау кезінде кейбір адамдар қаттылықты арттыру үшін тіреуіш шыбықтарды, домалау торларын немесе раманы күшейткіштерді қосады. Дегенмен, шассиді модификациялау мұқият жасалуы керек, себебі олар апат кезінде көліктің деформациялық сипаттамаларына және оның заңдылығына әсер етуі мүмкін.
Жабу
Шасси көлік құралындағы негізгі элемент болып табылады, ол тірек, құрамдас бөлік бекіткіші, жүргізуші сипатын анықтаушы және қауіпсіздікті қамтамасыз етуші ретінде маңызды рөл атқарады. Автомобиль ғылымында шассиді түсіну көлік құралының құрылымының негіздерін түсінуді білдіреді: күштердің қалай жұмыс істейтінін, аспалы және рульдік жүйелердің қалай байланысатынын және рама дизайнының өнімділік пен жайлылыққа қалай әсер ететінін. Баспалдақ рамалары, монококтар, кеңістік рамалары және магистраль рамалары сияқты шасси түрлерін түсіну арқылы әрбір дизайнның әртүрлі функциясы мен мақсатты қолданылуы бар екенін көре аламыз. Түптеп келгенде, шасси тек «рама» ғана емес, сонымен қатар көлік құралының немесе көлік құралының тұтастай сапасын анықтайтын көлік инженериясының өзегі болып табылады.
