Задание:
1. Изучить назначение автомобилей и их основные типы, современную классификацию.
2. Уяснить особенности компоновочного построения автомобилей.
3. Ознакомиться с основными современными тенденциями развития концепции и компоновочных решений автомобилей.
Основные положения
Автомобиль – это самоходное транспортное средство, которое пред-
назначено для перевозки грузов, людей или выполнения специальных операций (например, буксирование прицепов).
Автомобили классифицируют по следующим признакам:
· назначению – грузовые, пассажирские и специальные;
· типу шасси – рамные и безрамные;
· приспособляемости к дорожным условиям – нормальной и повышенной проходимости;
· числу осей – двух-, трехосные; многоосные;
· типу двигателя – карбюраторные, дизельные, инжекторные, газовые, газодизельные, гибридные.
Колесная формула автомобилей нормальной проходимости 4×2, повышенной проходимости 4×4, 6×4 и 6×6. Автомобили с колесной формулой 4×4, 6×6 называют полноприводными.
В марке автомобилей указывают сокращенное название завода-изготовителя (ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ, “Урал”, КрАЗ, ВАЗ, ИЖ, АЗЛК, ЗАЗ, УАЗ) и через дефис цифру, соответствующую номеру модели.
Наиболее распространенные типы отечественных автомобилей, используемых в сельскохозяйственном производстве, представлены на рис. 1.
| 
| 
|
| Lada Kalina 1119 | ВАЗ 2115 | ВАЗ 2121 |
| 
| 
|
| УАЗ Патриот | УАЗ HUNTER | ИЖ 27175 |
| 
| 
|
| ГАЗ 31105 | ГАЗ MAKSUS | ГАЗ 3307 |
| 
| 
|
| КАМАЗ 65117 | ЗИЛ 431410 | МАЗ 533603 |
Рисунок 1 – Типы автомобилей
Основные части автомобиля (рис.2) и их размещение практически не отличается от схемы их расположения у колесного трактора.
Одна из основных и отличительных частей автомобиля – это кузов. Кроме того, совокупность трансмиссии, ходовой части и механизма управления автомобилем принято называть шасси. Таким образом, основные части автомобиля – двигатель, шасси, кузов.
Кузов грузового автомобиля состоит из двух или трехместной кабины и грузовой платформы. Кабины устанавливают за двигателем, над ним и перед двигателем. Грузовые платформы бывают:
· самосвальные с гидроприводом (рис. 3);
· постоянно прикрепленные к раме – бортовые (рис. 4).
Для управления автомобилем служит механизм управления, в состав которого входят:
· рулевое управление, предназначение которого изменять направление движения автомобиля,
· тормозная система для снижения скорости движения или остановки автомобиля.
В состав вспомогательных устройств автомобиля входят: лебедка, отопление, вентиляция кабины, тягово-сцепное устройство и др.
1 - двигатель; 2 – трансмиссия; 3 – ходовая часть;
4 – рабочее и вспомогательное оборудование; 5 – кузов
Рисунок 3 – Общая компоновка грузового автомобиля
Общая компоновка автомобилей
Классификация транспортных средств
Классификация - это разделение автомобилей на группы, классы или категории в зависимости от конструкции, назначения или технических особенностей.
В основу классификации и системы обозначения отечественных автотранспортных средств положены следующие признаки: вид автотранспортного средства (подвижной состав), основной технический параметр (масса, мощность или габаритные размеры), тип кузова, назначение, колесная формула, тип двигателя.
Автомобильный подвижной состав подразделяют на пассажирский, грузовой и специальный. К пассажирскому составу относят легковые автомобили, автобусы, пассажирские прицепы и полуприцепы; к грузовому - грузовые автомобили, автомобили-тягачи, грузовые прицепы и полуприцепы с универсальными или специализированными надстройками для размещения груза. Специальный состав охватывает автомобили, прицепы и полуприцепы с установленным на них специальным оборудованием, имеющие особое технологическое или иное назначение и выполняющие различные, преимущественно транспортные работы.
Пассажирские автомобили вместимостью до восьми человек, включая водителя, относятся к легковым; свыше восьми человек — к автобусам.
Классификация легковых автомобилей. Легковые автомобили делят по рабочему объему цилиндров двигателя на пять классов: особо малый (до 1,099 л); малый (1,1...1,799 л); средний (1,8...3,499 л); большой (3,5 л и более); высший (не регламентируется).
Легковые автомобили каждого класса характеризуются определенным комплексом технических показателей: габаритными размерами, вместимостью, уровнем комфортабельности, динамическими и скоростными качествами, топливной экономичностью, надежностью и др.
К автомобилям особо малого класса первой группы относятся автомобили длиной 3,2...3,5 м, шириной 1,4...1,5 м. Это четырехместные автомобили с двух- или трехцилиндровым двигателем, обладающие хорошей топливной экономичностью, но рассчитанные на небольшой ресурс.
Автомобили особо малого класса второй группы имеют длину 3,5...3,8 м, ширину 1,5...1,6 м и вместимость до пяти человек. На них устанавливают трех- или четырехцилиндровые двигатели
Автомобили малого класса наиболее распространены. Они обладают высокими потребительскими качествами и универсальностью в эксплуатации. Автомобили малого класса первой группы имеют длину 3,9...4,2 м и ширину 1,62...1,66 м; второй группы — соответственно 4...4,3 и 1,64...1,69 м; третьей группы — соответственно 4,2...4,5 и 1,69..1,71 м. На автомобилях этого класса устанавливают четырехцилиндровые двигатели.
Автомобили среднего класса отличаются повышенным уровнем комфортабельности, лучшими динамическими и скоростными качествами и большой надежностью. Длина этих автомобилей 4,6...4,9 м, ширина 1,74...1,81 м. В качестве двигателя используют четырех-, пяти-, шести- и восьмицилиндровые бензиновые двигатели и дизели.
Автомобили большого и высшего классов — это представительские автомобили единичного производства, обладающие высокими комфортабельностью, скоростными качествами, безопасностью и безотказностью в ущерб показателям экономичности.
На базе легковых автомобилей выпускают грузовые и грузо-пассажирские автомобили, у которых для увеличения размеров площадки, предназначенной для размещения в кузове груза, задние сиденья выполнены складывающимися, а конструктивное исполнение задней части кузова обеспечивает увеличенный внутренний объем.
Тип кузова легковых автомобилей определяется числом функциональных отсеков и конструктивным их выполнением. Кузова могут быть трех-, двух- и однообъемными. Трех-объемный кузов имеет моторный отсек, салон и багажник. У двух-объемного кузова салон и багажник объединены.
Классификация автобусов. Автобусы делят по габаритной длине на пять классов: особо малый (до 5м); малый (6...7,5 м); средний (8,5...10 м); большой (11...12 м); особо большой (16,5...24 м).
По назначению различают автобусы трех групп: городские, междугородные и дальнего следования. Городские автобусы обладают наибольшей вместимостью за счет большого числа стоячих мест и высокими параметрами пассажирообмена. Максимально унифицированы с городскими автобусами пригородные, которые осуществляют связь города с ближним пригородом. Междугородные автобусы служат для перевозок районного и областного масштаба. Автобусы дальнего следования предназначены для перевозки только сидящих пассажиров в условиях высокого комфорта на дальние расстояния в туристических или экскурсионных целях. Такие автобусы могут быть полутора- и двухэтажными, с наклонно расположенным салоном для улучшения обзорности.
Классификация грузовых автомобилей. Грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы в зависимости от полной массы (т) делят на следующие основные классы: менее 1,2; 1,2...2; 2...8; 8... 14; 14...20; 20...40; более 40.
Общепринятая классификация по грузоподъемности (т) может быть проведена для автомобилей с одним типом кузова при одинаковой комплектации. Так, грузовые автомобили с бортовой платформой могут быть подразделены на следующие классы: особо малый (менее 1т); малый (1...3); средний (3...8); большой (8... 15); особо большой (15...26); сверх особо большой (более 26 т).
В зависимости от назначения различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные. Грузовой автомобиль общего назначения может быть оборудован платформой бортовой, безбортовой или с тентом. К специализированным относятся грузовые автомобили для перевозки однотипных грузов, к которым приспособлены их платформы, надстройки или кузова с учетом физико-механических, химических, весовых, геометрических и других свойств и параметров этих грузов. Специальные автомобили (коммунальные, пожарные, медицинские, автокраны) служат для размещения, транспортировки и эксплуатации различного, в том числе технологического, оборудования и выполнения других функций, не связанных с перевозкой народнохозяйственных грузов.
Автомобиль-тягач приспособлен для буксировки прицепных транспортных средств (прицепов и полуприцепов), в сцепке с которыми образуется автопоезд.
В зависимости от назначения и нагрузок, приходящихся на колесную ось, различают грузовые автомобили двух групп: дорожные и внедорожные. Автомобили первой группы предназначены для движения по дорогам общего пользования, второй - для движения по специальным дорогам или на местности. В СНГ используют автомобили двух групп: с осевой нагрузкой 60 и 100 кН. Эти автомобили соответствуют несущей способности дорог общей сети двух основных типов. Автомобили с осевой нагрузкой более 100 кН относятся к группе внедорожных.
Автомобили по общему числу колес и числу ведущих колес обозначают формулой 4x2, 6x6, 8x8 и т.д., где первая цифра соответствует числу колес автомобиля, вторая — числу ведущих колес. Каждое сдвоенное ведущее колесо считается как одно целое. Например, колесной формулой 4x2 обозначен двухосный автомобиль с одной ведущей осью (ГАЗ-53-12), 6х6 - трехосный автомобиль со всеми ведущими осями (ЗИЛ-131), 6х4 — трехосный автомобиль с двумя ведущими осями (КамАЗ).
По виду потребляемого топлива и типу двигателя различают автомобили карбюраторные, дизельные, работающие на альтернативном топливе (газогенераторные, газобаллонные), электрические (электромобили), паровые, газотурбинные, а также автомобили с комбинированными силовыми установками: например двигатель внутреннего сгорания — электрический двигатель и т.п.
Индексация автомобилей. Каждой модели автомобиля, прицепа и полуприцепа присваивают индекс, состоящий из четырех цифр (табл.1). Так, первая цифра соответствует классу автомобиля (по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей, длине для автобусов и полной массе для грузовых автомобилей); вторая цифра — эксплуатационному назначению автомобиля (1 - легковые; 2 - автобусы; 3 - грузовые бортовые автомобили; 4 – седельные тягачи; 5 - самосвалы; 6 - цистерны; 7 - фургоны; 8 - резерв; 9 - специальные автомобили). Третья и четвертая цифры относятся к модели. Для обозначения модификации модели вводят пятую цифру. Перед цифровым индексом указывают аббревиатуру предприятия-изготовителя. Например, легковой автомобиль с рабочим объемом двигателя 1,3 л и правым расположением органов управления, выпускаемый Волжским автомобильным заводом, обозначают BA3-21036.
По назначению автомобили подразделяются на пассажирские, грузовые и специальные.
Специальные автомобили не выполняют транспортную работу, т.е. не перевозят пассажиров или грузы. Они перевозят только специальное оборудование, установленное на них. К специальным автомобилям относятся пожарные, уборочные автомобили, автомастерские, автолавки, автокраны, автовышки и т.п.
Пассажирские автомобили вместимостью до 8 человек, не считая водителя, относятся к легковым. Свыше 8 человек — к автобусам.
Грузовые автомобили могут быть общего назначения или специализированными. Грузовые автомобили общего назначения имеют неопрокидывающийся бортовой кузов, который может быть оборудован дугами и тентом. Специализированные грузовые автомобили предназначены для перевозки определённого вида груза. Например, панелевоз — предназначен для перевозки плит и панелей, самосвал — предназначен для перевозки сыпучих грузов, бензовоз — предназначен для перевозки светлых нефтепродуктов и т.п. Специализированные грузовые автомобили оборудуются специальными кузовами и оборудованием для перевозки того вида груза, для которого они предназначены.
Автомобили могут эксплуатироваться с прицепом, полуприцепом или прицепом-роспуском.
Прицеп — это буксируемое транспортное средство без водителя, в котором лишь незначительная часть его полной массы передается на буксирующий автомобиль.
Полуприцеп — это буксируемое транспортное средство без водителя, значительная часть полной массы которого передается на буксирующий автомобиль.
Прицеп-роспуск — это прицеп, предназначенный для перевозки длинномерных грузов, часто имеющий дышло изменяющейся длины.
Автомобиль, буксирующий прицеп, полуприцеп или прицеп-роспуск, называется тягачом.
Тягач, предназначенный для буксировки полуприцепа, оборудуется опорно-сцепным устройством (другое название седельно-сцепное устройство или просто седло) и называется седельным тягачом.
Состав транспортных средств, состоящий из тягача и буксируемого им одного, двух или нескольких прицепов (полуприцепов, прицепов-роспусков), называется автопоездом (автомобильным поездом).
Грузовые прицепы и полуприцепы, также, как и грузовые автомобили, могут быть общего назначения и специализированными.
Подвижной состав автомобильного транспорта состоит из автомобилей различных типов, а также прицепов и полуприцепов, буксируемых автомобилями. Применение автопоездов позволяет увеличить производительность подвижного состава и снизить себестоимость перевозок.
Рисунок. Прицепной состав:
а – одноосный прицеп;
б – двухосный прицеп;
в – прицеп-роспуск;
г – двухосный полуприцеп
Для соединения с автомобилем – тягачом прицепы имеют дышло 2 (рис.). Дышло соединяют с тягачом при помощи тягово-сцепного устройства (ТСУ). Тягово-сцепные устройства могут иметь различную конструкцию. Требования к тягово-сцепным устройствам изложены в Правилах № 55, 102 Европейской экономической комиссии Организации объединённых наций.
Полуприцепы оборудуются опорной площадкой, в центре которой располагается шкворень 5 (рис, г), который входит в пазы захватов опорно-сцепного устройства тягача. Опорно‑сцепное устройство иначе называется седельно-сцепным устройством или просто седлом. Тягач, предназначенный для буксировки полуприцепа и имеющий опорно‑сцепное устройство, называется седельным тягачом. Отцепленный от седельного тягача полуприцеп опирается на поддерживающую стойку (суппорт) 4 (см. рис., г).
Прицеп-роспуск (рис.1,в) применяют для перевозки длинномерных грузов. Грузы, уложенные в кузов автомобиля-тягача, поддерживаются прицепом-роспуском. Он имеет поворотный конник 3 — опорную поворачивающуюся балку, обеспечивающую правильное размещение груза. Дышло 2 прицепа-роспуска выполняется иногда телескопическим (раздвижным).
Для обеспечения устойчивого положения в отцепленном состоянии одноосные прицепы могут иметь переднюю 1 (рис., а) и (или) заднюю подставки.
Индексация автомобилей
До 1966г. в СССР каждая новая модель автомобиля индексировалась буквами, обозначающими завод-производитель: ГАЗ — Горьковский автомобильный завод (г. Нижний Новгород); ЗИЛ — завод имени Лихачева (г. Москва), КрАЗ — Кременчугский автомобильный завод (г. Кременчуг, Украина), и цифрами, причем Горьковскому автозаводу были выделены цифры от 1 до 99, заводу имени Лихачева - от 100 до 199, Кременчугскому автозаводу - от 200 до 299 и т.д.
В 1966г. была принята отраслевая нормаль ОН 025270‑66 «Классификация и система обозначения автомобильного подвижного состава, а также его агрегатов и узлов, выпускаемых специализированными предприятиями», которая не только классифицировала автомобили. На основании ОН 025270‑66 была принята система обозначения автомобилей, прицепов и полуприцепов.
В соответствии с этой системой каждый новый автомобиль обозначался аббревиатурой завода-изготовителя и имел цифровой индекс, состоящий из четырёх, пяти или шести цифр, за которыми через тире могут использоваться ещё две цифры.
Цифровой индекс автомобиля (прицепа, полуприцепа) следует начинать расшифровывать со второй цифры.
Вторая цифра указывает на тип (вид) автомобиля:
1 - легковой автомобиль;
2 - автобус;
3 - грузовой автомобиль (общего назначения);
4 - седельный тягач;
5 - самосвал;
6 - цистерна;
7 - фургон;
8 - резерв;
9 - специальный автомобиль.
Для прицепов и полуприцепов вторая цифра является показателем типа прицепа (полуприцепа), как правило, соответствующего типу тягача.
1 - прицеп (полуприцеп) для легкового автомобиля;
2 - прицеп (полуприцеп) для автобуса;
3 - прицеп (полуприцеп) грузовой (общего назначения);
4 - не применяется;
5 - прицеп (полуприцеп) самосвал;
6 - прицеп (полуприцеп) цистерна;
7 - прицеп (полуприцеп) фургон;
8 - резерв;
9 - специальный прицеп (полуприцеп).
Первая цифра обозначает класс автомобиля.
Легковые автомобили классифицируют по рабочему объему двигателя.
Грузовые автомобили — по полной массе.
Автобусы — по габаритной длине.
В соответствии с отраслевой нормалью ОН 025270‑66 легковые автомобили подразделяются на 5 классов в зависимости от рабочего объема двигателя (табл. 1).
Таблица 1
Классификация легковых автомобилей в соответствии с ОН 025270‑66
Под рабочим объёмом двигателя понимают сумму рабочих объёмов всех его цилиндров. Рабочим объёмом цилиндра называют объём, освобождаемый поршнем при его перемещении от верхней мёртвой точки к нижней мёртвой точке. Верхней мёртвой точкой (ВМТ) называют положение поршня, наиболее удалённое от оси коленчатого вала. Нижней мёртвой точкой (НМТ) называют положение поршня, наиболее близкое к оси коленчатого вала. Рабочий объём двигателя обычно выражают в литрах и называют литраж двигателя. В соответствии с табл. 1 применяют выражения «малолитражные двигатели», «среднелитражные двигатели» и «двигатели большого литража». Литр — это мера геометрического объёма. Один литр это кубический дециметр (10 сантиметров). Иными словами, объёму 1 л соответствует объём куба со стороной 10см (1 дм). В соответствии с отраслевой нормалью ОН 025270‑66 грузовые автомобили подразделяются на 7 классов в зависимости от их полной массы (табл. 2). Таблица 2 Классификация грузовых автомобилей
Полной массой (разрешённой максимальной массой) автомобиля называется масса транспортного средства с грузом, водителем и пассажирами, установленная предприятием-изготовителем в качестве максимально допустимой. В соответствии с отраслевой нормалью ОН 025270‑66 автобусы подразделяются на 5 классов в зависимости от их габаритной длины (табл. 3). Таблица 3 Классификация автобусов в соответствии с ОН 025270‑66
Примечание. Класса 1 (первая цифра индекса) для автобусов не существует. Для прицепов на первой позиции цифрового индекса (класс) указывается цифра 8. Для полуприцепов на первой позиции цифрового индекса указывается цифра 9. Третья и четвертая цифры указывают на порядковый номер модели. Порядковый номер присваивается модели заводом-изготовителем. В состав индекса могут также входить пятая и шестая цифры. Пятая цифра показывает, что это модификация, а не базовая модель. Шестая цифра показывает вариант исполнения, например: для холодного климата - 1; экспортное исполнение для умеренного климата - 6; экспортное исполнение для тропического климата - 7. Некоторые автомобили имеют в своем обозначении цифры 01, 03, 04 через тире после основного индекса. Это говорит о том, что модель или модификация имеет дополнительные комплектации или является переходной. Общая компоновка автомобилей Общая компоновка предусматривает рациональное взаимное размещение двигателя, агрегатов и узлов автомобиля, обеспечивающее наиболее эффективную реализацию его назначения. Компоновочная схема легкового автомобиля (рис. 3) зависит от расположения силового агрегата (двигатель, сцепление, коробка передач) и ведущего моста. Наиболее распространены следующие три схемы: 1) силовой агрегат спереди, ведущий мост задний (рис. 3,а); 2) силовой агрегат спереди, ведущий мост передний (рис.3,б); 3) силовой агрегат сзади, ведущий мост задний (рис. 3,в). Первая схема, часто называемая классической, обеспечивает хороший доступ к двигателю при его обслуживании и ремонте и большой объем багажного отделения. Недостатки этой схемы: относительно большая длина автомобиля, наличие туннеля в полу салона для размещения карданного вала. Такую компоновку применяют в легковых автомобилях среднего, большого и высшего классов.
Рис. 3. Компоновочные схемы легковых автомобилей при расположении силового агрегата: а - спереди, ведущий мост задний; б - спереди, ведущий мост передний; в - сзади, ведущий мост задний Вторую схему применяют в автомобилях особо малого, малого и среднего классов. Здесь двигатель, сцепление и коробка передач выполнены в едином картере. Преимущества схемы: обеспечение хорошей устойчивости и управляемости, минимальная длина автомобиля, уменьшенная неснаряженная масса, отсутствие туннеля в полу салона. Однако при такой схеме затруднен доступ к двигателю для его обслуживания и ремонта. Область применения третьей схемы — автомобили особо малого класса с двигателем небольшого рабочего объема. Компоновочные схемы грузовых автомобилей общего назначения определяются взаимным расположением двигателя и кабины. Наиболее распространены следующие три схемы (рис. 4): кабина за двигателем, над двигателем и перед двигателем.
Рис. 4. Компоновочные схемы грузовых автомобилей: а - кабина за двигателем; б - кабина над двигателем; в - кабина перед двигателем При первой схеме(капотная) (рис. 4,а) обеспечиваются хороший доступ к двигателю, простота конструкции сцепления и коробки передач, расположение водителя и пассажиров в зоне пониженной вибронагруженности. Однако при этом увеличиваются база и длина автомобиля, ухудшается передняя обзорность. Вторая схема (вагонная) (рис. 4,6) позволяет удлинить грузовую платформу, обеспечить загрузку мостов автомобиля до максимально допустимых значений, улучшить переднюю обзорность. Недостаток схемы: необходимость опрокидывания кабины для доступа к двигателю. Третью схему (рис.4,в) применяют при компоновке полноприводных многоосных автомобилей. Она позволяет равномерно распределить осевые нагрузки на дорогу и обеспечивает хорошую обзорность. Однако при такой схеме у автомобиля меньше длина грузовой платформы и затруднен доступ к двигателю и коробке передач. Компоновочные схемы автобусов. Компоновочные схемы автобусов зависят от взаимного расположения двигателя и трансмиссии. Основными являются следующие схемы: 1) двигатель расположен впереди переднего моста (рис. 5,а), 2) над передним мостом (рис. 5,б), 3) под полом в пределах базы (рис. 5, в), 4) сзади (рис. 5,г, 5д) продольное или поперечное расположение двигателя. Наибольшие преимущества у схемы с задним расположением двигателя: возможность понижения уровня пола и создания емких багажных отделений, изоляция двигателя от салона и хороший доступ к нему, минимальные вибрации и шум, возможность рациональной планировки пассажирского салона, создание более комфортабельных условий для водителя. Однако при такой схеме трудно управлять силовым агрегатом и сложно разместить радиатор системы охлаждения.
Рис. 5. Компоновочные схемы автобусов: а - двигатель впереди переднего моста; б - двигатель над передним мостом; в - двигатель под полом в пределах базы; г, д - двигатель сзади | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Контрольные вопросы
1. По каким признакам классифицируют автомобили?
2. Из каких основных частей состоит автомобиль?
3. Назвать узлы и механизмы, входящие в состав трансмиссии автомобиля.
4. Назвать виды общих компоновок автомобилей.
5. Назвать виды общих компоновок автобусов.
6. Каковы современные тенденции развития концепции и компоновочных решений автомобилей?
Вывод: изучили классификацию и общие компоновочные решения автомобилей и автобусов.