Что такое шасси и рама грузовика? Устройство, виды и крепёж

Если загнать грузовик на смотровую яму и посмотреть вверх, первое, что бросается в глаза, — два массивных стальных лонжерона, идущих от переда к заду и стянутых более короткими балками. На этом каркасе висят двигатель, коробка передач, мосты, подвеска, кабина, топливный бак, воздушные ресиверы и надстройка. И всё же о раме вспоминают редко: пока переоборудование, трещина или замечание на техосмотре не попадут в заказ-наряд. В этом материале разобрано, что такое шасси и рама грузовика, как они устроены, какие бывают виды и как работают детали, которые на них крепятся.

Что такое шасси грузовика?

Шасси грузовика — это несущий каркас, который удерживает двигатель, трансмиссию, мосты, подвеску, кабину и надстройку и передаёт вес груза и дорожные удары на мосты. У грузовиков, седельных тягачей, автобусов и прицепов это, как правило, стальная лестничная рама из двух длинных лонжеронов и соединяющих их поперечин, выполненная отдельно от кузова.

Слово «шасси» пришло из французского châssis — «рама». В русскоязычной практике термины используют по-разному. Под «рамой» понимают несущую конструкцию из лонжеронов и поперечин, а «шасси» нередко означает раму вместе с мостами, подвеской и трансмиссией: так называют, например, автомобиль без кабины-надстройки, который отдают кузовному заводу. В регистрационных документах отдельная графа «шасси (рама) №» напоминает, что речь идёт об одной и той же несущей основе. Так или иначе, у шасси три задачи: нести вес машины и груза, передавать тяговые, тормозные и дорожные усилия от одного конца машины к другому и давать каждому агрегату прочную посадочную базу.

У большинства легковых автомобилей отдельной рамы нет: кузов и силовая структура образуют единую сварную оболочку — несущий кузов. У тяжёлой техники набор грузов и надстроек слишком широк, поэтому рама остаётся отдельной от кабины и кузова. Именно поэтому одно и то же шасси может нести самосвальный кузов, цистерну, изотермический фургон, бетоносмеситель, кран-манипулятор или бетононасос.

Как устроена лестничная рама грузовика?

Лестничная рама состоит из двух лонжеронов, идущих вдоль всей машины, и поперечин, которые соединяют их с определённым шагом. Сверху это похоже на приставную лестницу: лонжероны — боковины, поперечины — ступени.

Основную нагрузку несут лонжероны. Под весом груза середина каждого лонжерона стремится прогнуться вниз, и этому сопротивляются верхняя и нижняя полки профиля. Поперечины сохраняют прямоугольность рамы, ограничивают скручивание и создают дополнительные точки крепления для тяжёлых агрегатов: двигателя, коробки передач, топливного бака или седельно-сцепного устройства.

Рама тяжёлого грузовика рассчитана на упругое скручивание. Когда одно колесо проваливается в яму, рама скручивается контролируемо и снижает нагрузку на подвеску, груз и крепёж. Жёсткие соединения, которые «запирают» раму в одной точке, случайные усиливающие накладки и несогласованная сварка меняют работу всей конструкции. О том, как возникают трещины там, где эта упругость потеряна, рассказано в материале Трещина рамы грузовика: причины, оценка риска и пределы сварного ремонта.

В каких колёсных формулах выпускают шасси грузовиков?

Под одним названием модели могут стоять очень разные шасси. Колёсную формулу записывают кодами 4x2, 6x2, 6x4, 8x2 или 8x4: первая цифра — число колёсных позиций, вторая — число ведущих. К «личности» шасси относятся также колёсная база, задний свес, высота рамы и тип подвески, поэтому при заказе детали рамы одного названия модели недостаточно: сверяйте код шасси и OE-номер детали одновременно.

Из какого материала и профиля делают лонжероны грузовиков?

Лонжероны тяжёлых грузовиков в основном гнут из высокопрочного стального листа, пригодного для холодной формовки. В Европе такие стали относятся к семейству EN 10149, а предел текучести для рам обычно лежит примерно в диапазоне 400–700 МПа. Высокопрочная сталь даёт ту же несущую способность при меньшей толщине профиля: масса машины снижается, а полезная нагрузка растёт.

Самый распространённый профиль лонжерона — швеллер: горизонтальная полка сверху и снизу и вертикальная стенка между ними. У типичных грузовиков высота лонжерона составляет примерно 250–330 мм при толщине стенки около 6–10 мм. В самосвальных и строительных исполнениях внутрь основного профиля вставляют второй швеллер — усилитель, или вкладыш. На прицепах чаще встречается сварная двутавровая балка.

Лонжероны и поперечины соединяют заклёпками, болтами с обжимным кольцом (lockbolt) или высокопрочными фланцевыми болтами. Сварку на раме вне узких зон, разрешённых изготовителем, не применяют: в зоне термического влияния высокопрочная сталь меняет свойства. Многие производители защищают раму катафорезным (KTL) покрытием и краской — это первая линия обороны от коррозии на контактных поверхностях лонжеронов и кронштейнов.

Какие детали крепятся к шасси грузовика?

Почти любой узел на раме крепится не прямо к лонжерону, а через кронштейн, пластину или несущую балку. Эти детали распределяют нагрузку по стенке лонжерона, гасят вибрацию резиновыми опорами и втулками и удерживают агрегат в заданном положении.

• Кронштейны подвески: рессорные кронштейны, кронштейны серьги, опоры пневмобаллонов и балансиров передают нагрузку от мостов на раму. Сюда относятся кронштейны подвески и втулки кронштейнов VADEN.
• Рессорные пластины и стремянки: они прижимают рессору к мосту и помогают удерживать положение моста относительно рамы.
• Кронштейны навесного оборудования: воздушные ресиверы, осушитель воздуха, блоки клапанов, топливные баки и баки AdBlue, аккумуляторные ящики и брызговики крепятся к лонжерону именно ими. См. опорные кронштейны и подушки опорных кронштейнов.
• Опоры двигателя и коробки передач: они удерживают силовой агрегат на резиновых элементах и ограничивают вибрацию, идущую в раму и кабину.
• Точки крепления кабины: кабина стоит на передних и задних кронштейнах и собственной подвеске, о которой рассказано в материале Подвеска кабины грузовика: диагностика, замена и обслуживание.
• Опорная плита седельно-сцепного устройства: на тягачах она передаёт на раму вертикальную нагрузку от полуприцепа.
• Подрамник и крепления надстройки: профили и кронштейны, которыми кузов, цистерна или самосвальная платформа соединяются с шасси.

Как усталостно разрушаются кронштейны навесного оборудования и как их меняют, пошагово описано в материале Кронштейн крепления к раме: неисправности, замена, уход. Здесь речь о месте кронштейна в конструкции шасси, а не о его поломках.

Как седельно-сцепное устройство крепится к раме тягача?

Седельно-сцепное устройство (ССУ) — это сцепной узел тягача, который запирает шкворень полуприцепа и воспринимает значительную часть его веса. Устройство ставят на монтажную плиту или рельсовую систему на верхней части рамы, а не прямо на лонжероны. Его высота и положение влияют на осевые нагрузки и на угол поворота полуприцепа. Производители, например JOST, предлагают несколько вариантов монтажных плит; выбор определяется кодом шасси тягача и руководством для производителей надстроек. Обслуживание узла описано в материале Седельно-сцепное устройство: неисправности, диагностика, замена.

Какие бывают виды шасси и рам?

Виды шасси различаются тем, отделена ли несущая конструкция от кузова, и тем, как расположены балки. Лестничная рама доминирует на тяжёлой технике; остальные схемы встречаются в отдельных классах машин.

Чем отличаются шасси грузовика, тягача и прицепа?

Шасси бортового грузовика несёт кузов или оборудование напрямую, поэтому обычно у него длинная колёсная база и задний свес. Шасси седельного тягача принимает нагрузку от полуприцепа через седельно-сцепное устройство: база короче, есть зона установки ССУ и опоры для пневматических и электрических магистралей к прицепу.

У шасси полуприцепа нет силового агрегата, а спереди расположена плита шкворня. На многих полуприцепах главные балки впереди переходят в «гусиную шею», которая заходит над ССУ тягача, а сзади заканчиваются креплениями мостов и подвески. Прицеп-роспуск благодаря поворотной передней оси опирается на собственные оси и передаёт тягачу в основном тяговое усилие. Поскольку путь нагрузки в этих шасси разный, решение по кронштейну или усилению нельзя переносить с одной рамы на другую.

О мостах и ступицах рассказано в материале Что такое мост и ступица? Виды мостов и неисправности ступичного подшипника грузовика, а схема пневмобаллонов и клапана уровня описана в материале Неисправности пневмоподвески грузовых автомобилей: пневмобаллон, клапан уровня и ECAS.

Что такое подрамник и как надстройка крепится к шасси?

Подрамник, или вспомогательная рама, — это второй набор профилей, который укладывают на раму, чтобы равномерно распределить нагрузку от надстройки по лонжеронам. Через него обычно монтируют самосвальные платформы, цистерны, миксеры, краны и изотермические фургоны. Подрамник растягивает сосредоточенную нагрузку на длинный участок и при этом сохраняет естественную упругость шасси.

Работают вместе два вида соединений. Упругие, например подпружиненные кронштейны или овальные отверстия, позволяют раме скручиваться; жёсткие не дают надстройке сдвигаться при торможении и разгоне. Расположение соединений, размер профиля подрамника и зоны рамы, где допускается сверление, определяются руководством изготовителя для производителей надстроек. Такие руководства публикуют Mercedes-Benz, Volvo, MAN, Scania, DAF, Iveco и Ford Trucks; на них основывается любой монтаж.

Что такое номер шасси и описывает ли он саму раму?

Номер шасси в обиходе — это 17-значный идентификационный номер транспортного средства (VIN), уникальный для каждой машины в мире. Его структура определяется стандартом ISO 3779: первые три знака — международный код изготовителя (WMI), следующие шесть описывают характеристики машины, последние восемь (VIS) содержат серийный номер и часто год выпуска и код завода. Номер указан в регистрационных документах, набит на раме или кузове и приведён на табличке изготовителя; на грузовиках чаще всего он находится на передней части лонжерона.

Номер описывает личность машины, а не раму, поэтому вопросы «что такое шасси» и «что такое номер шасси» — разные. Для запчастей он очень полезен: по нему надёжнее всего различают поколения и исполнения. Используйте его вместе с кодом шасси и OE-номером снятой детали. При проверках номер сверяют с документами, а его изменение считается правонарушением.

Какие работы с шасси считаются переоборудованием?

Удлинение или укорочение рамы, изменение колёсной базы, установка или снятие моста и переделки, меняющие категорию машины, меняют данные одобрения типа и считаются внесением изменений в конструкцию. В странах Евразийского экономического союза безопасность колёсных транспортных средств регулирует технический регламент ТР ТС 018/2011, и изменённая конструкция проходит оценку соответствия перед допуском к эксплуатации; в других странах действуют собственные процедуры. Техническое исполнение всё равно опирается на руководства изготовителя.

Замена кронштейна на деталь с тем же OE-номером, обновление опор подвески или резиновых опор — это ремонт, а не переоборудование. Правило простое: используйте существующую схему отверстий, не понижайте класс прочности болтов, не применяйте повторно самоконтрящиеся гайки и ставьте деталь только после сверки OE-номера и кода шасси. Детали из группы шасси VADEN подбирают так же.

Состояние рамы оценивают и при техническом осмотре. Трещины, разрывы, глубокая коррозия и следы несогласованных работ могут быть зафиксированы как неисправность, а номер сверяется с документами. Требования безопасности к колёсным транспортным средствам, находящимся в эксплуатации, изложены в ГОСТ 33997-2016.

Стандарты и дополнительные материалы

• ГОСТ 33997-2016, карточка документа (Росстандарт): требования безопасности к колёсным транспортным средствам в эксплуатации и методы контроля.
• ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств» (ЕЭК): технический регламент Таможенного союза, действующий в странах ЕАЭС.
• Постановление Кабинета Министров Украины № 137 (zakon.rada.gov.ua): порядок обязательного технического контроля и объём проверки технического состояния транспортных средств на Украине.

Для материала рамы базовым стандартом служит EN 10149 (высокопрочные стали для холодной штамповки), для идентификации машины — ISO 3779. Размеры, зоны сверления и детали соединений определяются руководством изготовителя для производителей надстроек и сервисным руководством.

Основное руководство: Что такое мост и ступица? Виды мостов и неисправности ступичного подшипника грузовика

Скачать это руководство в PDF